各種物質燃燒為什麼會產生不同顏色的火焰？火焰的顏色和溫度之間有什麼關係？

01-06

LS兩位@SkywalkerJi 和@陳浩的回答各有側重，但是都忽略了一個環節，火焰的焰色與溫度有一定定性的關係，或者說火焰的顏色由溫度決定，但為什麼呢？至於焰色@陳浩所提到的焰色反應，有與此有所不同。

首先，如果我們直接說火焰的顏色，應該不把焰色反應考慮在內吧，因為我們通常意義上的火焰，來自於在空氣中進行的氧化反應，其焰色來自於反應產生的熱輻射。反應放熱以熱輻射的形式向外傳播時，輻射電磁波的波長於火焰的溫度直接相關（黑體輻射），故而有@SkywalkerJi 所給出的對照數據。

其次，焰色反應中焰色其實是發生了變化的，在有特殊焰色的金屬接觸之前，火焰由於熱輻射發光仍然服從黑體輻射的規律，但加入金屬之後，熱量不再單純以輻射形式放出，而引發了金屬原子的躍遷於回遷，從而發出新波長的激發光，形成特徵焰色。這個過程與單純的燃燒顯然是不同的。

兩者最重要的不同點就在於，燃燒火焰的光譜肯定是連續譜，而焰色反應後產生的新光譜肯定是不連續的。

因此，不同顏色的火焰是由於燃燒溫度不同，產生不同波長的熱輻射造成，而同時，如果存在有特殊物質，又會進一步影響輻射譜而形成特殊的焰色，即發生焰色反應。

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似乎有些涉及到量子論的東西，非理工科的童鞋們很難想像，把給@焦小毅童鞋的回復粘過來，說得不很嚴謹，大家以方便想像為主吧

回@焦小毅，綠色特徵焰色之所以是綠色的，是因為產生這種焰色的金屬元素（銅）的原子的外層電子受到激發後躍遷到激發態，再躍遷回基態時，電子「躍過」的能極差釋放的能量是通過波長剛好在可見光區綠色這一區域內的電磁波釋放出來的。當然，能級差可以有很多種，同時產生的電磁波的波長也有很多種，但不是每一種都在可見光區，也不是每一種都一樣強。通過儀器檢測的話，原子的發射光譜也是很多條譜線，而不是僅僅一條。
至於熱輻射怎麼把能量傳遞給電子，先明確熱輻射是什麼——熱輻射是以電磁波的形式向外傳播的熱能。一般能量大多集中在紅外波段吧，紅外線有明顯的加熱效應。能量是怎麼傳遞的，微觀離子都具有波粒二象性，不管你是把電磁波想像成粒子，還是把電子想像成波，它們之間的相互作用都很容易體會了，當然實際情況介於這兩個極端之間（這樣說也不嚴謹，自行補充量子力學基本理論吧）
關於能量子，這個問題已經寫入高中課本了啊親??能量在微觀條件下是不連續的，具有粒子性，既為量子??任何形式的能量都一樣??光能（電磁波）——光子，熱能——聲子（我不知道這個名字為什麼這麼詭異??）??

影響焰色的主要是溫度與物質[1]。

溫度和顏色的關係類似黑體輻射[2]，強度最大的波長與溫度大致呈反比，因此溫度越高越接近紫色，越低越接近紅色。
電子在不同能量間躍遷產生輻射，從而影響焰色，這部分是物質本身的特徵，可用於分析物質[3]。
燃燒率影響了溫度與化學反應的路徑，從而影響焰色。

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Flame#Flame_color

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Blackbody_radiation

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Flame_test

P.S.: 我化學很差的。

紅色(200℃-350℃)
橙色(350℃-460℃)
黃色(460℃-570℃)
黃白色(570℃-740℃)
白色(740℃-1150℃)
藍白色(1150℃-2500℃)
藍色(2500℃以上)。

參考：

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%84%B0

http://baike.baidu.com/view/59917.htm

碳燃料產生的火焰就三種顏色：黃色，綠色跟藍色

黃色是不純凈燃燒產生的顆粒物熱輻射

綠色是CH radical從激發態回到基態發出的光
藍色是C2 radical從激發態回到基態發出的光

所謂激發態，就是指radical吸收能量後電子變活躍，從內圈軌道跑道外圈軌道

能量越高，電子就跑得越遠；能量高到一定程度，電子就脫離了radical，這就是電離

激發態的radical在跟其他radical碰撞時，可能會損失內能，導致電子從外圈又跌回內圈，能量以光的形式釋放出來

不同的電子軌道釋放出能量的波長也不一樣，而波長決定顏色，所以你能看到不同的火焰顏色

由這種機理放出的光，肉眼能見的只有綠色跟藍色

溫度對顏色的影響，這個說的是黑體輻射，這個顏色，是燃燒物本身黑體輻射帶來的顏色，不是火焰的顏色

溫度和顏色的關係類似黑體輻射[2]，強度最大的波長與溫度大致呈反比，因此溫度越高越接近紫色，越低越接近紅色。

據我所學，火焰的不同顏色是由於其中所含的金屬離子燃燒而造成的，比如鈉離子燃燒火焰呈黃色。。