炎色反応の原理

原子は熱せられたり電気放電に会うと、エネルギーを吸収し励起状態になる。しかし励起状態は不安定で、すぐに元の基底状態へと戻る。このときのエネルギー差が光として放出され、この光の波長が可視部にある時に、炎色反応が観測できる。



この光の波長は連続ではなく、とびとびの値になっている。エネルギー差ΔE と光の振動数 ν の間には、

ΔE = hν　(h： プランクの定数　6.63×10-34)

の関係があり、エネルギー差が小さいと振動数が小さくなり、波長が長くなる。


炎色反応の色
金属 Li Na K Ca Ba Rb
炎色 深赤 黄 赤紫 橙赤 青緑 赤紫

金属

 Cu Tl Ga Sb As Sn
炎色 青緑 黄緑 青 淡青 淡青 淡青
金属 Pb In Cs
炎色 淡青 藍 青紫

花火もこの炎色反応をうまく利用して美しい色、形を作っている。