為什麼燃料充分燃燒的火焰是藍色的？

1樓：嶽崢

焰色跟「燃料充分燃燒」無直接的因果關係，主要是由溫度決定的。

蒲朗克黑體輻射定律描述的黑體輻射在不同溫度下的頻譜

當然現實中的火焰不是理想的黑體

隨著溫度公升高，熱輻射的頻率分布越來越從低頻移向高頻，也就是從紅外區到紅光、從紅光到黃光，再到白光，再到藍紫光，再高就要進入紫外區。

好像不太對，我再想想。

這個東西我在高中的時候參加化學競賽就思考過，以上是我以前的想法。現在覺得不大對了，至少是有些片面。焰色並不能簡單地用溫度來決定。

家用煤氣灶的火焰基本是藍色，但焊接用的氧乙炔焰溫度高多了，溫度最高的區域卻相對偏白光。

假設有兩種火焰，一種是燃燒充分的，一種燃燒不充分，我們認為他們溫度一樣高（實際上因為燃燒不充分的時候釋放的能量較少，不如燃燒充分的時候溫度高）。

當燃燒不充分的時候，火焰中含有很多微小的碳的未完全氧化的產物，包括但不限於一氧化碳，氫，水分子，熾熱的碳微粒（也就是菸灰），包括很多複雜的物質，比如有名的C60. 與理想狀態的黑體不同，火焰中的這些以碳粒為主的物質並非處於熱力學平衡狀態。碳原子的外層電子不斷被激發，然後躍遷回基態，釋放出光子。

因為放出的白光很亮，所以視覺上掩蓋了黑體輻射的藍光。而當燃燒很充分的時候，火焰中就很少有碳微粒存在，也就沒有白光了。

好吧，我承認我說的不對。這個問題知乎上有位大神的回答特別好，看他的吧，別看我的了。火是什麼物質組成的？ - 劉輿帥的回答 - 知乎 https://www.

要點：1. 火焰發光有三種，第一是化學發光；第二是黑體輻射；第三是螢光。

2. 一般的燃燒反應發出的光絕大多數是化學發光，溫度不夠高，黑體輻射是很弱的，所以我一開始用黑體輻射解釋顏色是錯的。

3. 化學發光的原理很簡單，就是原子（以及分子）的外層電子被激發，落回基態。發光的波長由能級決定。

4. 不完全燃燒時發射的黃、白光主要是C2*自由基（就是氣化的雙原子碳）被激發的化學發光，以及菸灰中碳粒的黑體輻射。

5. 完全燃燒時火焰中基本沒碳粒，溫度比較低黑體輻射很弱，發射的藍光主要是CH*自由基的化學發光。

6. 火焰的是燃燒反應中的化學發光為主；不涉及化學反應，純粹因為高溫熱輻射的發光才是黑體輻射，而比如燒紅的鐵塊和熾熱的鐵水。恆星的發光，主要是黑體輻射，按蒲朗克黑體輻射定律算出來的太Sunny峰值應該是綠光，白光是整個可見光波段各種光混合的結果。

但也有恆星表面的等離子態的物質被激發而產生的化學發光，相對較弱。