元宵節總有許多人施放天燈，新竹市卻發生民眾開車等紅燈時，剛好被掉落的天燈砸中引擎蓋的慘事，而且天燈還在燃燒。類似的意外，在台灣發生了許多次。兩天之後，埃及傳來熱氣球墜毀的重大災情，更讓人怵目驚心。

其實，天燈和熱氣球是藉著同樣的原理產生浮力，飄上天空，也都需要受到管制，以免發生危險。請聽今天的科學三分鐘，為您介紹：浮力、天燈、熱氣球

天燈哪裡來？

天燈，又叫做孔明燈，相傳是三國時代諸葛亮所發明的。諸葛亮字孔明，以羽扇綸巾的軍師形象聞名於世，傳說因為天燈形狀有點像孔明先生戴的帽子，所以叫做孔明燈。因此一開始的時候，天燈應該並沒有祈福或宗教上的意義，而是在作戰時傳遞軍情，發出聯絡信號的工具，是一種有軍事用途的古代發明。

我們說天燈的形狀像古人的帽子，其實也可以說，是把天燈的頂部封起來，在底部點火加熱。天燈裡面的空氣受熱膨脹，但天燈的容積有一定限度的空間，造成多餘的熱空氣分子跑出天燈外，留在天燈內的熱空氣質量便減少，天燈裡面的空氣密度便跟著變小。換句話說，就是天燈內部的空氣密度變小了，相對地，外界的空氣密度比較大，一來一往，就產生了浮力。

簡單地說，天燈的總體積乘以外界空氣的密度，就是它所受到的浮力。當這個浮力，大於天燈和內部空氣的總重量，天燈就會往上飄。熱氣球的原理和天燈完全相同，所以傳統熱氣球的底部也要點火，只是換成了可以操控的瓦斯燃料罐。

在雲端飄行的無形風險

然而天燈容易造成火災，所以施放天燈需要主管機關許可，私自施放可能會被罰款，如果危害公共安全，更要負刑事責任。天燈可能是世界上最早的熱氣球，因此天燈的缺點，也象徵了熱氣球載人飛行的困境。

首先，空氣能提供的浮力非常小，如果熱氣球要載人，還要載點火用的燃料罐，體積和重量一定非常巨大，也註定它在結構上必須大量採用輕的材料。這些材料相對來說比較脆弱，如果風很大，讓熱氣球撞到樹木或建築物，非常容易損壞。所以台東走馬瀨的載人觀光熱氣球，是以「繫留升空」的方式來營運，也就是用纜繩綁住熱氣球，不讓它隨風飄走。

另外，熱氣球靠加熱空氣產生浮力，往往會以瓦斯燃料作為火源，這也產生危險性。埃及的熱氣球意外，就很可能是瓦斯外洩，爆炸起火所造成的。