火焰顏色的秘密：為何藍火比黃火更熱？黑體輻射帶你看懂溫度與光的關係

你有沒有試過看到火焰時，直覺以為火焰中黃色的部分最熱，因為它看起來最亮、最刺眼？其實，這個想法是錯的。火焰中藍色的部分才是溫度最高、最熱的區域。這背後其實藏著物理學中非常有趣的黑體輻射原理，讓我們一起用生活化的角度來揭開火焰顏色與溫度的秘密。

火焰顏色與燃燒的化學反應

火焰的顏色其實反映了燃燒的狀態。藍色火焰代表燃燒更加完全，化學反應更乾淨，燃料中的碳和氫原子充分與氧氣結合，產生更高的溫度。相反，黃色火焰中含有未完全燃燒的碳微粒，這些微粒在高溫下發光，產生黃色光，但溫度相對較低。

舉個例子，家用煤氣爐的藍火比點燃木柴時的黃火更熱，因為煤氣燃燒更完全，產生的熱量更大。

黑體輻射是物理學中一個重要概念。黑體是一種理想化的物體，能完全吸收所有入射的光線，並根據自身溫度發出光。它發出的光譜分佈只由溫度決定，這讓科學家能用光的顏色來判斷物體的溫度。

例如，太陽表面溫度約6000 K（約攝氏5800度），發出的光是白色光；而鎢絲燈泡通電後，溫度上升，光色會從紅色逐漸變成黃色甚至白色，這就是黑體輻射的實際應用。

用三稜鏡分解火焰的光線，可以看到一條彩虹般的光譜。不同顏色代表不同波長的光：

黑體輻射的光譜曲線呈現一個類似鯨魚背的形狀，曲線的峰值會隨溫度改變。溫度越高，峰值會向波長較短的藍光方向移動，整體發光量也會增加。

火焰中藍色部分溫度高，發出波長較短、能量較高的藍光；而黃色部分溫度較低，發出波長較長、能量較低的黃光。這與黑體輻射的理論完全吻合。

所以，當你看到火焰底部的藍光時，代表那裡的溫度最高；火焰上方的黃光則是溫度較低的區域。這種顏色與溫度的關係，讓我們能用肉眼判斷火焰的熱度。

黑體輻射不只用於解釋火焰顏色，還有很多生活中的例子。比如，入境處用紅外線測量體溫，並不是直接用溫度計，而是探測人體發出的遠紅外線輻射。人體溫度約37°C，發出的輻射峰值在肉眼看不見的遠紅外線區域。

不同火焰顏色對應不同溫度範圍：

簡單來說，藍光代表高溫，黃光代表中溫，紅光代表低溫，紅外光則是更低溫的物體發出的光。

火焰的顏色不只是美麗的視覺效果，更是溫度和燃燒狀態的指標。透過黑體輻射的理論，我們能理解為何藍火比黃火更熱，也能用顏色來大致判斷火焰的溫度。下次看到火焰時，不妨想想這背後的物理原理，讓生活中的科學變得更有趣、更貼近你我。