德馨、喬安、文菱、禾秞，感謝你們的付出，完成了這一件作品，你們那上千次的測試，上千次的燃燒，燒出的那五彩焰色與七彩光譜，深烙印在老師心中，相信我們研究的發現對理化老師們很有幫助，我們一起為教育做出了貢獻，可惜沒能進全國賽，老師很幸運能遇到你們，一起完成這件作品。

摘要

為探討氫氣出現藍色以外之紅、黃、綠特殊焰色，並找出各個焰色所需之實驗條件，進行了多項實驗，使用酸、鹼製氫、電解氫氣，並自製排水集氣密閉燃燒裝置，排除氮氣對氫氣焰色的影響，配合光譜分析後，結論如下

一、以課本實驗設計條件下燃燒氫氣，確實能看到藍色火焰，此藍色火焰卻不全然是氫氣發出的光，應該還包含了氮氣的激發藍光，以結果來看，此實驗確實可行。

二、以藍色火焰為前提進行實驗設計，實驗條件設定為4M硫酸、2~3 cm 鎂帶，搭配低亮度環境比較容易成功。

三、氫氣燃燒過程中，可能會觀察到的特殊焰色還包含綠色、黃色、橘色與紅色，這些焰色在實驗條件下也都是合理的結果，並非玻璃成分或火柴成分的影響。

四、燃燒氫氣進行氫的焰色反應，看到的藍色光並非僅有氫氣的激發光，應該也包含氮氣與氧氣的激發光。以酸加鎂帶製氫，較容易在燃燒過程觀察到藍色，電解氫氣則無，推測此藍色激發光可能與反應過程中伴隨的酸性蒸氣有關。

五、鹼製成的氫氣混和空氣、電解氫混和空氣或氫氧焰燃燒時，會因為溫度過高，產生劇烈黃光，此黃光是氫氣特有的拉曼光譜，稱為Fulcher-α Band，是少見的可見光拉曼光譜。

六、燃燒氫氣量少或低溫時，容易看到紅光，此紅光一部分來自氫氣激發，一部分來自氧氣激發。

七、本實驗發現以酸加鎂帶製氫，在酸性蒸氣、適宜溫度、氫氣過量條件下，能誘發氮氣與氧氣的激發藍光與綠光，此藍光、綠光與極光中的藍光、綠光波長相符。換言之，我們在實驗室中，找出了一個激發極光的方法。

研究目的、研究設備及器材有興趣的，請直接下載完整報告檔看看

這邊放上一些燃燒的影片

報告裡火焰影片截圖概略如下，並且針對燃燒時的火焰做光譜的錄影，其後截圖再用 Imagej 分析。

光譜拍攝影片如下，這只是隨手剪輯的燃燒光譜錄影

焰色波長分析後，有趣的事出現了，焰色波長分析如下

酸加鎂帶製氫焰色波長中有出現434 nm、486 nm、656nm 左右的氫氣激發光譜理論值，但是出現了一些特異的訊號，分別在藍光426nm、470nm，綠光 500nm、522nm、557nm，黃光 580~590nm左右，而剛剛影片中，應該也有看到強烈黃光中帶綠或紅，不是氫氣那是誰發光？尤其是那謎樣黃光，反覆出現，回頭檢視維基百科氫氣光譜的圖片，發現了嗎？黃光區有一個被標示 Fulcher-α Band 的地方，有強烈訊號但沒有被說明，而且與我們光譜中那強烈訊號區位置算吻合

一查之下發現沒被標示的原因，竟是因為這個訊號不是激發光，是大多位於紅外光的拉曼光譜，但氫氣的拉曼光譜很特殊的能在可見光的黃光區出現，且溫度越高此黃光越強，鹼製氫、電解氫或氫氧焰燃燒時，因為氫氣溫度過高，產生劇烈黃光，此黃光是氫氣特有的拉曼光譜，稱為Fulcher-α Band，是少見的可見光拉曼光譜，火焰常出現的黃光問題，應該獲得了解答。

那額外的藍光、綠光呢？實驗中已經測試過玻璃與塑膠試管，又改成電弧點火，都會出現綠色焰色，排除上述因素，嘗試思考其他的發光源是否是試管中的其他氣體～氮氣與氧氣～。以氮氣、氧氣、激發光譜為關鍵詞搜索，出現了下面這個結果，對照實驗出現的那些訊號，心中出現了一種感動～沒錯，就是你們，就是氮氣、氧氣在酸性蒸氣條件，配合氫氣燃燒的高溫，誘發了氮氣、氧氣的綠光。