まとめ
- 火薬を充填した玉を上空で爆発させ、燃焼による光や音を鑑賞する装置。
- 光の伝播速度と音の伝播速度の顕著な差を観察できる代表的な物理現象。
- 金属の炎色反応を利用して多彩な色彩を表現する、化学と工学の結晶。
解説
打ち上げ花火が空で開いたとき、光が先に見えてから少し遅れて音が聞こえてくるのは、光と音の伝わる速さが大きく異なるためです。光の速さは秒速約30万キロメートルと非常に速く、地上で見ている私たちの目には爆発した瞬間に届きます。
一方で、音の速さは秒速約340メートル（気温15度の場合）と、光に比べると圧倒的に遅いのが特徴です。そのため、打ち上げ場所から観測地点までの距離が遠ければ遠いほど、光が見えてから音が届くまでのタイムラグが長くなります。この現象は、雷の光と音がズレて届く仕組みと全く同じです。
花火の色は、火薬の中に混ぜられた金属粉が燃えるときに特定の光を放つ「炎色反応」という化学現象を利用しています。例えば、赤色はストロンチウム、緑色はバリウム、黄色はナトリウムといった具合です。
また、光が見えてから音が聞こえるまでの秒数を測ることで、花火が上がっている場所までのおおよその距離を計算することができます。例えば、光ってから3秒後に音が聞こえた場合、「340（メートル）×3（秒）＝1020（メートル）」となり、約1キロメートル先で花火が上がっていることがわかります。
夜空に大きく広がる打ち上げ花火は、とてもきれいですね。花火がパッと光ったあと、少し遅れて「ドーン！」という音が聞こえてきたことはありませんか？これは、光と音の進む速さがちがうために起こる現象です。
光は、1秒間に地球を7周半もするほど、とてつもなく速く進みます。そのため、花火が爆発した瞬間に私たちの目に届きます。でも、音は1秒間に340メートルほどしか進めません。光に比べるとゆっくり進むので、遠くで上がった花火ほど、音が届くまでに時間がかかるのです。
もし、光ってから音がするまでの時間を数えることができれば、花火までの距離を計算することもできます。3秒かかったら、だいたい1キロメートルくらいはなれた場所で上がっているということになります。
花火がどこから見ても丸く見えるのは、花火の玉の中に「星」とよばれる火薬のつぶが、きれいな球の形にならべてつめられているからです。日本の花火職人さんの高い技術のおかげで、夜空にまん丸な花火がさくのですね。
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