花火の色と形は、どうやって作る？花火玉の中を断面で見る｜しくみの中身 #06

図は典型的な日本の割物の作りを示した模式図、数字は資料をもとにした計算です（詳しくは下の「この記事の図と数字について」）。

30秒で分かる全体の流れ

1. 玉の内側に、光と色を出す「星」という粒を並べます。
2. 筒から上がった玉は、計算の例では7秒半ほどで頂上へ着き、導火線の火が中央に届いて開きます。
3. 星が外へ飛び、玉の中の並びが、およそ1000倍の丸い花になります。
4. 星に含まれる金属が色を、星の層が色の変わる順番を決めます。

動きで見る：本編

この記事の図と数字について

玉と星の断面は、菊や牡丹などの割物を説明するための模型です。実際の玉の大きさや作りは店や種類で変わります。星の層は「燃えた時に出す光の色」で塗り分けてあり、材料そのものの色ではありません。

上がる時間と速さ、星の位置、ハートの向き、光の帯は、公開された資料の数字を条件にした計算です。本物の花火の設計ではありません。特に、星を1層に並べること、星の大きさや燃え進む速さ、内側の芯の大きさは模型の仮定です。「468個」という数は研究者が測定した玉の一例で、1層だったという報告ではありません。

花火玉の中身

玉皮・星・割薬・導火線

典型的には、丸い紙の殻である玉皮（たまがわ）の内側に、星を隙間なく並べます。星は空で光を出す粒です。中央の割薬（わりやく）は玉を割り、星に火をつけ、外へ飛ばす役目です。割薬はもみがらの形をした粒で、星との間には仕切紙があります。図で白く見える薄い輪が、その紙です。

ある尺玉の星は468個

日本の丸い玉と、海外の円筒形の玉

日本煙火協会は、日本の伝統的な玉を球形、欧米の玉を基本的には円筒形と説明しています。球面に星を並べた割物は、どの向きからも丸く見えます。円筒形の玉は星を四方へ均一に飛ばす構造とは違い、同じような真円を作るとは限りません。ここで扱うのは、日本の丸い割物です。世界中の花火がすべてこの構造という意味ではありません。

尺玉と号数

尺玉（しゃくだま）は10号玉です。号数が表しているのは、玉そのものの直径ではなく、打ち上げる筒の内側の太さです。10号なら1尺、約30cmの筒を使います。協会の目安では玉の外径は約28.5cmです。「約30cmの玉」と「約30cmの筒」を取り違えないようにしましょう。

打ち上げから開くまでの道順

揚薬と導火線

7秒半ほどで頂上へ

計算では、10号玉の実測例の質量と大きさを使い、頂上を約300mとしました。玉が筒を出る速さは時速約320km、頂上まで約7.46秒です。重力と空気の抵抗で、頂上に近づくほど遅くなります。

空気抵抗を決める係数は10号玉の資料にありません。1989年の論文では、大きい玉ほど係数が小さくなる傾向がありました。そのため5号玉の平均を上限の目安にし、分布を参考に下限を置いた幅で計算すると、筒を出る速さは時速約300〜350km、頂上までは約7.3〜7.6秒になりました。これはこの回の見積もりであり、実際の尺玉すべてに決まった速さがある、という意味ではありません。

「ヒュー」は笛の音

形はどう決まる

割薬と紙の釣り合いで真ん丸に

空気のブレーキと、1秒で3分の2

地上で玉を破裂させた研究では、星の速さは秒速約160〜190mでした。測定値の平均は約176m/sです。この回では秒速175mからの動きを計算しました。空気の抵抗は速さの2乗にほぼ比例するため、速いほど強く減速します。

並びがそのまま約1000倍

10号玉の目安では、開いた直径280mを玉の外径0.285mで割ると、約982倍です。これを「およそ1000倍」と呼んでいます。大きい玉でも倍率がいつも同じとは限りません。

出典は日本煙火協会『花火入門』2026年版の表です。倍率は直径どうしの割り算で、体積の倍率ではありません。

菊・牡丹・芯入り

ハートの型物と向き

長く燃える星は垂れる

3つの花を動きで比べる

光の粒、尾、煙、水面の反射は見やすく描いたCGです。星の位置は引き継いだ計算が土台で、冠は計算C7の長く燃える例です。実物と同じ大きさや燃える時間を保証する図ではありません。

色はどう決まる

熱で光る色と、金属が出す色

江戸の炭火色から明治の色へ

プリズムで正体を見破る

見た目が似た、だいだいがかった黄色でも、光の中身が同じとは限りません。この回ではナトリウムの光と、似た色合いになるように計算した熱の光を比べました。

赤と青を半分ずつ混ぜた紫

青が難しい理由

色が変わるしくみ

星は変わり玉のような層

外側から燃える＝色の時刻表

この動きを本編で見る

そろった星は一斉に消える

同じ条件で外側から燃えれば、大きい星ほど長く光ります。この回では燃え尽きまで約3秒という模型を使いました。星の大きさを1割ばらつかせると、消える時刻は約0.9秒の幅に広がります。これは計算での比較で、すべての実物がこの秒数になるわけではありません。粒をそろえる技術が、消える瞬間の気持ちよさにつながります。

花火通が見る4つの点

伊勢市の冊子は、上がる途中で開くと扇形、落ちながら開くと星が流れる傾向を説明しています。ただし、この回の単純な計算では、早く開いても形はほぼ丸いままで、主に高さが下がりました。模型で出なかった形を、計算した映像の結論としては言っていません。

玉名を読む

日本の花火には、空でどんな現象を見せるかを表す玉名（ぎょくめい）があります。八重芯変化菊（やえしんへんかぎく）なら、二重の芯を持ち、炭火色の尾を引く星が菊を描き、色が変わります。名前を知ってから見ると、空の数秒が詳しい説明に見えてきます。

よくある問い

花火の色は4色だけですか？

光ってから音が遅れるのはなぜですか？

秒数に約340mを掛けると、音の出た所までのおよその距離になります。これは水平の距離ではなく、上空の花までの距離です。

花火はどのくらいの高さで開きますか？

ハートの形が分からないことがあるのはなぜですか？

花火は自分で作れますか？

資料への道案内

まず全体を知るなら、日本煙火協会の『花火入門』と「打揚花火のしくみ」へ。上がる道順や玉名はHonda Kids、色と電子の話はキヤノンサイエンスラボが読みやすい入口です。

鑑賞の4つの点は伊勢市の冊子へ。光の見分け方は山形県の分光の資料、数字を詳しく追うなら、星の速さを測った1993年、玉の弾道を調べた1989年、空気抵抗を扱った1957年、星の燃える時間を比べた2007年の論文が根拠になります。