¿Cuál es la diferencia práctica entre un rayo, un láser y un haz de partículas cargadas? [cerrado]

Esta pregunta es enteramente para mi propia tranquilidad. En el entorno que estoy construyendo, quería que Lightning Gun fuera la única arma de energía viable en el entorno, se adaptaba a la estética del entorno y apelaba a mi amor por la ciencia conectada. Esta incapacidad para desplegar otras formas de armas de energía se justifica por la presencia de un éter cósmico real .

El éter dispersa/difunde rayos coherentes que intentan atravesarlo, y no hay forma de eludir este efecto, en el punto actual de la historia del escenario.

Ya me he desviado un poco de la física del mundo real y fácilmente podría decir cosas como "porque yo lo dije" y, hasta cierto punto, tendré que hacerlo.

Por eso la pregunta es enteramente para mi tranquilidad.

¿Cuáles son las diferencias entre...

  • La corriente eléctrica que crea un rayo.
  • Láser.
  • Un haz de partículas cargadas.

En términos simples, si es posible.

En mi opinión, esta pregunta pertenece al intercambio de pila de física.
Trismegistus, si tu pregunta fuera "¿es suficiente mi éter cósmico para desactivar a los otros dos?" o algo así, estaría de acuerdo en que es una pregunta de WB, pero elimine todo antes de "¿Cuáles son las diferencias ..." y puede ver que @YashasSamaga tiene razón, esta es solo una pregunta de Physics SE.
@YashasSamaga No estoy de acuerdo. Este sitio es una amalgama de cien ciencias diferentes, de ahí las etiquetas de física, química, biología, astronomía, ingeniería, antropología y similares, que se pueden aplicar para construir un mundo ficticio. Es posible que necesiten ayuda con un aspecto físico de su mundo, pero eso no significa que no estén creando un mundo basado en las respuestas a esta pregunta.
En general, si está buscando una respuesta específica sobre la física de la vida real (como parece esta pregunta), entonces es mejor hacer la pregunta en Physics.SE. Sin embargo, si necesita entretejer ficción (como si el "éter cósmico real" tuviera que tenerse en cuenta al describir los efectos del láser), WorldBuilding es un lugar mejor. WorldBuilding también es mejor si está haciendo más preguntas abiertas que se cerrarían instantáneamente en los otros sitios.
Con ese fin, Trismegistus, ¿pretendes que te expliquemos cuáles son las diferencias prácticas entre esos dispositivos en un mundo con un éter cósmico real, o quieres conocer las diferencias prácticas en la vida real? Si es lo primero, ¿el éter tiene algún efecto en algo que no sea "rayos"?
Un rayo es lo que le sucede a un haz de partículas cargadas en una atmósfera.
Una pistola de rayos sería un arma muy desagradable, ya que podrías defenderte usando botas con suela de goma. También sería imposible apuntar, el rayo caería a tierra en la oportunidad disponible más cercana. A menos que... hayas usado un láser o un haz de partículas para ionizar un camino para la carga eléctrica primero. Pero las botas aún lo bloquearían. A la gente ya le gustan las botas con suela de goma. Los usarían todo el tiempo en la tierra de los relámpagos.
¿Por qué una pistola de rayos dispararía de lado? Esperaría que disparara a lo largo del camino más corto a tierra. Es por eso que las pistolas eléctricas usan cables para disparar a distancia. Una solución es usar un rayo láser para convertir el aire en plasma como un camino para el rayo. Pero sus láseres no funcionan. ¿Que hace?
@CortAmmon El comportamiento exacto del éter sería algo que tendría que definir, interferir con la mayoría de las armas de energía era el que estaba definido y era relevante para mi pregunta. Un láser es una corriente de fotones, un haz de partículas cargadas es una corriente de pequeños fragmentos de materia electrificada. ¿Es una corriente eléctrica en esencia un tipo de haz de partículas?
Cuidado con este tipo de premisas. Decir que "las armas de energía no funcionan por una razón física inventada X" es un terreno extremadamente peligroso que puede arruinar su trabajo para cualquier persona más inclinada a la física. Podrías mejorar en gran medida la calidad de tu trabajo utilizando más razones culturales; de esa manera, no tienes que preocuparte por los nerds de la física que critican todo lo que parece un poco fuera de lugar.
... como varios de nosotros en este sitio, incluido yo mismo. De verdad, a veces ninguna explicación es mejor que una mala. Así es como Star Wars consiguió tantos fans y por eso la gente odia los midiclorianos.
@Will En la atmósfera, estaba pensando que incluso un objetivo aislado o conectado a tierra aún sería quemado por el plasma que forma el rayo real; y si no es un rayo, entonces quizás el rayo de bola sería un mejor mecanismo de entrega.
@Trismegistus Un rayo en bola, si entendemos qué es exactamente, caerá en los mismos terrenos que el éter puede dispersar.
@TSar Mi razón principal para tener un éter real fue justificar el combate espacial al estilo de la ópera espacial. Velocidad relativamente lenta y a distancias cortas, con naves capitales grandes y lentas y cazas rápidos y ágiles. El éter actúa como arena movediza, cuanto más grande y pesado eres y más fuerza se excreta contra el éter, más se adhiere el éter a ti. Lo siguiente en desaparecer fueron las armas de energía, no podía haber gente disparando naves desde millones de millas de distancia.

Respuestas (2)

Rayo

Un rayo es una corriente de plasma caliente (átomos que han sido despojados de sus electrones), generado por una gran diferencia de carga eléctrica entre una nube y la tierra. Cuando la diferencia de carga se vuelve lo suficientemente fuerte, crea un canal de plasma a través del aire para igualar la carga.

Así que es un camino de electricidad saltando por el aire. Se mueve entre 220,000 mph y 220,000,000 mph.

Láser

Láser es en realidad un acrónimo, que originalmente significaba L ight A mplified by S timulated E sion of R adiation. Consiste en una corriente de fotones -partículas fundamentales de luz- de la misma longitud de onda o nivel de energía, todos obligados a viajar juntos en la misma dirección y con la misma fase. Un láser siempre y solo viaja a la velocidad de la luz, por definición.

Haz de partículas

Un haz de partículas consistiría en partículas atómicas o subatómicas, como neutrones, protones o electrones, aceleradas por campos magnéticos a velocidades increíbles antes de ser liberadas en un objetivo. "Velocidades increíbles" en este caso significa unos 3 metros por segundo más lento que la velocidad de la luz. Estas partículas en realidad nunca pueden alcanzar la velocidad de la luz, porque tienen masa; pero el acelerador de partículas puede acercarlos mucho.

Todos ellos son bestias diferentes fundamentales. Lo único que tienen en común es que pueden entregar mucha energía y las armas son, por definición, dispositivos que entregan mucha energía en una pequeña fracción de tiempo.
La diferencia de velocidad entre las tres tecnologías es mecánicamente interesante. Sé que he leído algunos libros en los que una IA divina prevenía los explosivos/armas de pólvora porque excedían un "límite de seguridad" arbitrario para la descarga energética. Me pregunto si el éter cósmico podría reaccionar a velocidades cercanas a C de una manera que haga que las velocidades más bajas sean más útiles... pero también estamos reinventando la luz misma en ese punto.
Es importante tener en cuenta que en un rayo, ni los electrones ni el plasma se mueven realmente una distancia significativa, las cargas se transmiten por desplazamiento. A menudo se utiliza un péndulo múltiple para ilustrar esto . La descripción de "canal de plasma" es precisa, pero "corriente" no lo es. Y "se mueve" no está muy claro, ¿a qué se refiere "eso"? ¿El plasma? ¿El camino formado por el plasma? ¿El cargo neto?
¿Cuál es la diferencia entre un rayo y un haz de partículas basado en electrones? Ambos son cargas eléctricas en movimiento?
@Shane Un rayo se parece más a una "fisura" en un campo eléctrico que a un rayo viajero. Cada electrón se mueve un poco fuera del camino, haciendo que una carga enorme viaje hacia adelante sin necesariamente moverse tanto. En una comparación remota, es algo de la diferencia entre CA y CC.
@Shane Creo que una gran diferencia es cómo se forma el haz. En el caso de los rayos, la electricidad básicamente busca el camino eléctrico más corto desde un potencial alto a un potencial bajo. Es posible que no sea una línea recta en la dirección que está señalando. De hecho, casi nunca es una línea recta a menos que haga algo inteligente (como ionizar el gas con un láser primero)

Algunas consecuencias no deseadas con su premisa

EDITAR: Para satisfacer a los pedantes...

Un rayo es una corriente eléctrica de alto voltaje, alta corriente y muy corta duración. Es lo mismo que si hubieras tocado a tus enemigos con un cable eléctrico vivo cortado durante unos milisegundos.

Máser, láser, rayos X o rayos gamma son haces de partículas llamadas fotones, es decir, el mismo material del que está hecha la luz.

Los haces de partículas son exactamente lo que dice en la caja: un haz de partículas. Aparte de los fotones mencionados anteriormente, no hay granos de partículas, ya sean electrones, protones, neutrones o partículas alfa, que puedan atravesar la atmósfera porque interactúan demasiado con el aire. Entonces, incluso sin agitar la mano, estas no son factibles como armas de todos modos.

La diferencia práctica entre estos, en el caso normal, es que la luz (es decir, el láser) atraviesa la atmósfera con facilidad, mientras que los otros no. Los otros haces de partículas son atenuados por el aire y los rayos son impredecibles y de muy corto alcance.

También hay un problema con su premisa: si va con "éter cósmico" para hacer que el láser sea imposible porque dispersa el rayo láser, entonces ha creado un mundo donde las personas en este mundo nunca pueden ver las estrellas, la luna ( s) o incluso su estrella local. El cielo será blanco lechoso todo el tiempo, y no tienes línea de visión en ningún lado porque estarás en lo que parece ser una niebla a tu alrededor. Si su luz láser se dispersará antes de que impacte en un objetivo, también lo harán todas las demás luces, porque la luz láser y la luz normal son exactamente iguales, con la única diferencia de que el láser es de banda estrecha y coherente.

¿Podría editar esto para abordar su pregunta,What's the practical difference between a Lightning Bolt,a Laser and a Charged particle beam?
¿Cuán coherente es la luz con la que vemos? Supuse que había niveles de coherencia/enfoque de luz, y que el nivel de enfoque en un láser supera con creces el de la luz ambiental; creando así un umbral para el efecto del éter, muy por debajo del de la luz visible.
@Trismegistus Mire, si lo ha hecho de modo que ni siquiera pueda obtener un haz de luz estrecho y estrecho que vaya recto sin dispersarse, entonces ninguna otra luz lo hará tampoco
¿Has oído hablar de los materiales reactivos? Lo he visto aplicado principalmente a armaduras, con la idea de que el material se flexione hasta que se golpee y luego se estrie. Así es como estaba viendo el éter, deja pasar la luz difusa pero se formará si un rayo intenta pasar.
@Trismegistus No pienses demasiado en esto. Si te esfuerzas demasiado para encontrar explicaciones, eso se muestra al lector y resta valor a la historia. Solo muévelo con la mano diciendo que los otros tipos de armas simplemente no fueron inventados.
La explicación es realmente sólo para mí. Quiero algo para poner por escrito en la biblia del mundo.
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