正月初五又称“破五”，民间传说这一天是财神的生日，人们在这一天燃放鞭炮迎接财神，以求财源滚滚。

鞭炮声声迎财神爆竹：我裂开了利用爆竹驱邪迎祥瑞的习俗在我国有着悠久的历史：春秋时期春秋末年范蠡：“除夜烧盆爆竹与照田蚕看火色，同是夜取安静为吉”汉代西汉时东方朔在《神异经》也记述有“爆竹驱山魈”的故事南北朝时期

南北朝梁宗懔编撰的《荆楚岁时记》中曾记载：“正月一日是三元之日也《春秋》谓之端月鸡鸣而起，先于庭前爆竹，以辟山臊恶鬼”唐代唐代刘禹锡有诗云：“照潭出老蛟，爆竹惊山鬼”这些记载说明，从春秋时期开始，我国便有了采用竹子燃烧时爆裂发出响声的“爆竹”，人们利用爆竹来驱邪辞旧迎祥瑞。

庭院爆竹图早期的“爆竹”利用的是空气受热膨胀的原理。竹枝中空有节，竹节腔中的空气在燃烧时受热膨胀，使得竹节会突然爆裂而发出响声，达到“爆”出声响的效果。火药：我燃起来了

小儿放纸炮图到了宋朝，由于火药的发明，逐渐出现了以火药为原料的爆竹宋代《会稽志》卷十三中记载：“除夕爆竹相闻，亦或以硫黄作爆药，声尤震厉，谓之爆仗”，可知爆仗在宋朝被用于除夕燃放了南宋周密《武林旧事》卷三“岁除”条中记载：“至于爆仗，有为果子人物等类不一。

而殿司所进屏风，外画钟馗捕鬼之类而内藏药线，一爇连百余不绝”。“一爇连百余不绝”，就是把单个的炮仗连接在一起，即后来的鞭炮。

炮仗结构图鞭炮爆炸的基本原理是火药的化学反应用纸卷把火药和氧化剂卷在中间，顶部插上引线，底部使用泥土或者其它粘结剂密封严实我们在中学学习过火药燃烧的化学方程式：S+2KNO3+3C== K2S+3CO2↑+N2↑。

当点燃引线，火药被引燃后在密封的纸筒中剧烈燃烧并产生大量气体，气体猛烈膨胀，将纸筒从中部挤破，鞭炮就发出了爆炸声。烟花：OK，起飞

五颜六色的烟花五颜六色的烟花除了鞭炮，人们还制作出了烟花，元代赵孟頫有诗云：“纷纷灿烂如星陨，㸌㸌喧豗似火攻”，烟花的发明更为节日增添了几分色彩。

烟花结构图烟花结构图烟花结构分为两部分，其一是推进部分，其二是效果件，即礼花弹推进部分同样利用火药燃烧原理，只是发射药由坚固的纸壳包裹，火药燃烧产生的气体无法胀裂纸壳，只能从端部预留的空隙喷出，从而将礼花弹推进到空中。

而礼花弹中除了爆炸所用的火药之外，还添加了许多化合物，比如钠盐、钡盐等，利用焰色反应产生多种多样的颜色

焰色反应然而，由于燃放鞭炮带来的安全和环境问题，许多地方推行禁鞭令。因此，人们陆续发明了许多鞭炮的替代品。比如压爆气球......

车碾气球模拟鞭炮再比如舞鞭，往期我们介绍过舞鞭发生的原理（传送门戳这里）在2002年的一篇PRL上，研究人员还专门对鞭子音爆的产生原因的分析，研究显示鞭鞘的速度能达到2马赫（2倍音速）据作者计算，尖端的速度能够达到鞭子初始速度的30倍以上。

鞭鞘产生冲击波 来源：Smarter Every Day

抽打鞭子代替鞭炮电子礼炮：声光电的模仿秀目前还有一种比较流行的鞭炮替代品是电子礼炮与电子鞭炮。我们首先来看看这个大家伙——电子礼炮。

电子礼炮实物图电子礼炮的原理是气体爆炸产生礼炮声。电子礼炮使用厚壁且无缝隙的钢管来制作炮筒。

电子礼炮结构图人们使用电路控制电磁阀，向炮管中按照比例充入氧气与天然气，通过点火装置点燃混合气体，使气体爆炸发出礼炮声。

电子礼炮原理图讲完大家伙，我们再来看看小家伙——电子鞭炮。

电子鞭炮实物图所谓电子鞭炮，就是通过电路控制实现真实鞭炮爆炸时发出的光、声、烟雾等现象。下面我们来仔细分析一下它的工作原理。

对电子鞭炮而言，最重要的就是模拟鞭炮爆炸的声音现在一般有两种实现方式第一种方法是利用喇叭进行模拟，其原理是利用电路播放提前录制好的高质量鞭炮爆炸声音例如下图所示电路中利用ISD1820单段语音录放芯片记录鞭炮爆炸声。

电子鞭炮音频产生电路原理图

第二种方法是通过电路实现高压击穿空气来产生爆炸声。

单管自激升压电路图生活中常见的是18650锂电池，能够提供大约3.7V电压利用单管自激升压电路作为高压发生电路，能够将3.7V电压提升到十几千伏的高压为电容充电电阻R1、二极管D1构成基极分压式偏置电路，使三极管Q1集电极线圈产生的信号反馈给基极线圈，产生自激振荡，从而使次级线圈得到数倍的电压。

高压击穿空气形成刺耳的声音，从而模拟出鞭炮爆炸的声音效果。

除了鞭炮爆炸声音的模拟，电子鞭炮利用LED电路能够实现爆炸火花的模拟。鞭炮的爆炸火花总是伴随爆炸声产生，而利用声控闪光电路便可以模拟出伴随爆炸声出现的闪光。

声控闪光电路声控闪光电路中两个三极管Q2、Q3组成两级直接耦合放大电路选取合适的R3、R4，当外界无声音变化三极管Q2处于临界饱和状态，从而导致三极管Q3处于截止状态，这时三只LED中没有电流通过而保持。

熄灭状态当麦克风MIC接收到声波信号时，音频信号转化为电流信号流入三极管Q2的基极，从而导致Q2退出饱和状态，Q2的集电极电压上升如此，三极管Q3便会导通，使得三只LED点亮发光如果输入音频信号较弱，不足以使Q2退出饱和状态，LED仍保持熄灭状态，只有较强信号输入时，二极管才点亮发光，所以。

二极管能随着环境声音信号的强弱起伏而闪烁发光回顾炮竹的前世今生，从早期的“爆竹”到使用了火药的炮仗，再到现在电子鞭炮、电子礼炮等替代品，不断变化的是发声方式，不变的是人们利用响声来表达辞旧驱邪迎祥瑞的心愿。

随着科技的发展，炮竹作为实体在未来可能会不断演变，但其作为人们追求美好未来的意志载体不会发生改变参考文献：[1]王继成,何志苠,蔡静怡,朱健.新型环保电子鞭炮[J].现代计算机,2020(12):155-157.。

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