Láseres Pew Pew! ¿Cómo sonarían realmente las armas de energía dirigida?

Cualquiera que haya consumido una película de ópera espacial, un programa de televisión o un videojuego sabe que las armas de energía van de la nada . Sin embargo, quiero hacer algo más creativo para mi entorno, y dado que la verdad es más extraña que la ficción, pensé que la realidad podría proporcionar una mejor respuesta que cualquier cosa que pudiera inventar.

Entonces pregunto qué tipo de sonidos acompañarían el disparo de un arma de energía. En particular, armas que producen rayos de energía/plasma. El fenómeno más cercano a ese tropo clásico de la ópera espacial es el rayo en bola , así que me imagino que pueden sonar un poco como truenos y relámpagos.

Las armas que planeo usar en mi entorno son las más cercanas a las armas de plasma, que disparan la mancha de luz brillante estándar de la ópera espacial.

¿Estamos asumiendo que son rayos que viajan más lento que la velocidad de la luz (como en Star Wars)?
Si es un láser real, no hará ruido hasta que golpee algo. Entonces ese algo hace el ruido. Sin embargo, en Star Wars, estoy bastante seguro de que las armas son de plasma, y ​​el arma también hace ruido cuando dispara.
@XandarTheZenon Mi principal preocupación son las armas de plasma porque son las únicas armas de energía en mi entorno.
@ Sí, los pernos son hipersónicos en el más rápido.
@XandarTheZenon: si lo dispara dentro de una atmósfera, golpea partículas de aire y las calienta (como un rayo, pero no tan intenso), lo que provocará un sonido.
Un arma de energía de cualquier tipo probablemente tenga un capacitor incorporado de alta capacidad. A finales de los años 70 y 80, hubo una tendencia a conectar un pequeño bíper a sistemas como ese para obtener una respuesta audible de que estaban listos para usar. Ese es el ruido de tono alto que se vuelve algo más alto hasta que alcanza una cierta frecuencia. Ese es un sonido que podría generar un arma de energía.
Tienes un punto allí, haría ruido en una atmósfera. Creo que lo que más me molestaba de Star Wars era cuando podías escuchar las naves espaciales de otras personas y sus cañones láser disparando. Era ruidoso e imposible.
No estoy seguro de llamar a un arma de rayos de plasma un arma de "energía dirigida". Más como un "arma de materia dirigida". Su título incluye la palabra "láseres" y "arma de energía dirigida" y, por lo tanto, es confuso.
Si está hablando del sonido que hace el arma en sí, se puede hacer que el arma proporcione cualquier sonido arbitrario para una retroalimentación positiva. El clic-clic que escuchas cuando enciendes las luces intermitentes es un ejemplo; es un sonido generado por unos pequeños parlantes en el tablero de tu auto.
@ mg30rg No creo que sea correcto. El sonido de, por ejemplo, el flash de una cámara al cargarse no se debe a la adición de un generador de ruido. Es un efecto secundario del circuito: estás escuchando vibrar el transformador. ( citar )
@mattdm " los detalles del circuito no son del todo precisos. Las cámaras modernas cargan condensadores de flash usando lo que se llama un "convertidor DC-DC de refuerzo". El circuito consta de un inductor, un diodo y un transistor que se enciende y apaga alrededor de 5- 15 kHz. El zumbido que escuchas es la vibración mecánica de los elementos del circuito, pero ya no hay transformadores involucrados, porque son grandes y pesados ". Fuente: photo.stackexchange.com/questions/5832 /...
@ToddWilcox Claro, aunque si estamos siendo pedantes, las referencias mg30rg de los circuitos de los 70 y 80 no son lo que se entiende por "moderno". Pero lo que es más importante, en ninguno de los casos hay un generador de ruido intencional .
@mattdm No me di cuenta de que él no sabía que los flashes todavía hacen el mismo ruido, a menos que tengas un pequeño "flash" de teléfono inteligente que no es lo mismo en absoluto.
@ mg30rg, el "pequeño pitido" no fue intencional. La forma económica de construir un circuito de carga para una pistola de flash alimentada por batería era usar un vibrador mecánico (también conocido como "zumbador") que cortaba la corriente continua de la batería en una secuencia de pulsos que podían transformarse magnéticamente en un Alto voltaje. La frecuencia del zumbador dependía naturalmente de la corriente: aumentaría a medida que la corriente disminuyera, y la corriente disminuiría naturalmente a medida que el capacitor se acercara a la carga completa.
@ToddWilcox Guau. Sospeché que no fue intencional al principio, pero pensé que no se solucionó porque era útil. Ahora me doy cuenta de que fue un defecto de diseño que nunca arreglaron. También había muchos otros equipos electrónicos que hacían ese sonido de "carga" o "carga". ¿Estás seguro de que no fue a propósito?
@ mg30rg Todas esas cosas están creando el sonido por la misma razón: la forma en que funciona la electrónica. Algunos monitores y fuentes de alimentación conmutadas hacen este ruido cuando envejecen y especialmente cuando dejan de funcionar. Dudo que estos sonidos molesten lo suficiente a los usuarios como para que se "arreglen". Así son esas cosas. ¿Diría que el hecho de que el motor de un automóvil haga ruido es un defecto de diseño?
@ToddWilcox Lo entendí y te creo. También creo que el ruido es algo útil. ... Y mencionó el ruido del motor del automóvil. No recuerdo dónde, pero sí recuerdo haber leído en alguna parte que (tal vez) GM experimentó con un sistema de cancelación de ruido activo para el ruido del motor y resultó en que los autos de prueba sufrieron daños repetidos por el "mal trato" porque las habilidades de conducción subconscientes en realidad dependen de retroalimentación audible del motor. Lo siento, no puedo encontrar un cajero automático de referencia de origen.

Respuestas (5)

En el espacio, nadie (más) puede realmente escuchar el disparo de su arma, a menos que los sensores de su nave puedan detectar el disparo del arma (por su firma electromagnética) y proporcionar una retroalimentación audible artificial. Esto podría ser cualquier cosa, desde "Pew" o "Zap" o "crack" hasta "Disparo de armas de energía detectó rumbo...".

En una atmósfera, la firma audible del arma depende del poder del arma. Cuando el poder de un arma de energía es lo suficientemente alto como para ionizar el aire que atraviesa, el cese del haz hace que el camino ionizado de baja presión que abrió en la atmósfera se derrumbe con un crujido o una explosión, el volumen aumente y el tono decreciendo con el diámetro del camino ionizado. Los láseres de colorante en una atmósfera suelen producir un crujido o golpe distintivo con cada pulso.

El arma en sí puede ser completamente silenciosa, o puede emitir un silbido agudo y silencioso similar a los condensadores de carga en el flash de una cámara. De hecho, muchos láseres de varilla sólida se bombean con tubos de destello, por lo que este silbido de condensador de alta energía sería totalmente propio del personaje.

Es posible que un arma emita un gemido silencioso, el tono aumente a medida que se acumula la carga, manteniéndose en un tono alto cuando se alcance y se mantenga la carga completa, seguido de un crujido cuando se dispare el arma y un tono suave, bajo y creciente a medida que el arma se dispare. cargos de nuevo.

¿Qué pasa con las armas de plasma?, fue mi respuesta instintiva. Dado que el relámpago es plasma, y ​​que la bola de relámpagos, una burbuja de plasma estable, sería la clave para crear un rayo de plasma. Que un rayo de plasma real sonaría muy similar a un rayo. Grietas a lo largo de la ruta de vuelo seguidas rápidamente por auges. Definitivamente no es un arma de sigilo.
@Trismegistus, se esperaría que un arma de plasma fuera como un láser de mayor calibre. Mientras que un láser sería más efectivo cuanto más fino estuviera enfocado, y produciría un 'chasquido' agudo, un arma de plasma crearía una mayor perturbación en el aire, lo que daría como resultado un trueno más fuerte y de tono más bajo.
Los últimos flashes de Canon han sido diseñados para eliminar el zumbido del condensador (con el molesto efecto secundario de que no hay indicación de si el dispositivo está listo para disparar cuando tienes la cámara en el ojo). Puedo imaginar que los diseñadores de armas también podrían querer evitar el lloriqueo, ya que podría revelar la ubicación del arma.
La imagen mental (¿sonido?) de Microsoft Sam diciéndome "Pew. Pew. Pew". fue divertido
El Babylon 5 PPG hizo exactamente ese zumbido de carga del condensador. Es uno de los pequeños detalles que recuerdo amar en ese momento.

Un arma láser disparada en la atmósfera esencialmente creará un trueno cuando el rayo caliente el aire a su paso. La repentina expansión del aire creará un canal de baja presión, que se volverá a llenar rápidamente (creando el efecto de sonido del trueno) cuando el haz ya no llene el canal.

Dado que las armas láser "reales" probablemente serán armas de haz de pulsos para minimizar los efectos atmosféricos y acumular la mayor cantidad de energía posible en un período de tiempo corto (para derrotar las contramedidas enemigas y garantizar que cada golpe en el objetivo provoque el mayor daño posible) , entonces, extrañamente, el efecto del disparo de un arma láser militar será algo así como el alcance de una ametralladora. Hace muchos años, un evento de entrenamiento común era ir al campo de tiro "crack-thump". Los aprendices estarían en un espacio protegido como un búnker o una trinchera de batalla, y se lanzarían ráfagas de ametralladoras sobre su cabeza. El estudiante escucharía un sonido de "crack-thump", siendo el "crack" la bala que pasa por encima, mientras que el "thump" era el sonido real del disparo. Como la bala se mueve a una velocidad supersónica,

Por lo tanto, habrá un sonido de "chasquido" o "crujido" cuando el rayo atraviese la atmósfera, y la frecuencia estará determinada por la frecuencia del pulso del arma (probablemente más de 100 disparos por minuto, pero tal vez no tan rápido como una mini pistola). , debido a otras consideraciones). El sonido en el objetivo estará determinado por cosas como cuál es el material del objetivo, cómo se ve afectado el material por el haz e incluso si el material está bajo estrés (si se rompe debido a la energía emitida por el haz, entonces podría obtener cualquier cosa, desde un "twang" como una cuerda de guitarra que se rompe hasta la rotura de la cerámica).

Los sonidos en el arma en sí variarán, dependiendo de "cómo" se utilice y utilice el láser, pero ciertamente habrá sonidos del generador, el voltaje y los sistemas de manejo eléctrico (que convierten la energía eléctrica en los impulsos cortos necesarios para impulsar el estado sólido). láseres), sonidos del tren óptico (los servomecanismos del espejo para apuntar y rastrear, y otros sonidos si se trata de un espejo de "goma" adaptativo que se flexiona rápidamente para superar la actividad atmosférica) y, lo que es más importante, los sonidos del sistema de enfriamiento. La mayoría de los láseres son terriblemente ineficientes para convertir la energía eléctrica en luz láser, por lo que un láser de batalla de 100 Kw podría tener hasta un 20 % de eficiencia y 5 veces esa cantidad de energía disipada como calor residual. Incluso un láser de electrones libres (FEL) tiene una eficiencia teórica de @ 65%,

( Editar: de alguna manera logré mezclar la eficiencia y el calor residual al escribir la respuesta. Corregido ahora ).

Aquí hay un video de un láser de muy alta potencia (tan poderoso que puede levantar objetos en el aire) disparando repetidamente en la atmósfera: youtube.com/watch?v=XhUasBcoj-Q&t=2m10s Suena como truenos y disparos.
Así que Terminator consiguió el sonido correcto. youtube.com/watch?v=nL4ckHJ4dZA
@Agent_L, el sonido proviene del plasma que se forma en la base de Lightcraft, no del láser en sí.
@Mecha Sí. Y el estallido de un rifle de alta potencia es el sonido de una bala supersónica moviéndose a través de un fluido, no el sonido del rifle en sí.
@Agent_L, es ese sarcasmo... porque siempre pensé que era del rifle... Por supuesto, no soy un experto en armas.
@Wick Es sarcasmo. Por supuesto, hay un sonido fuerte del rifle (a menos que esté suprimido), pero solo es donde está el rifle. Una bala supersónica hace ruido en la mayor parte de su camino, por lo que a cierta distancia no puedes escuchar el rifle pero puedes escuchar el chasquido supersónico. Entonces, cómo suena depende mucho de quién es el narrador. Y ese fue el punto del ejemplo de Lightcraft, la explosión de plasma es el sonido dominante de un disparo láser.

Aparté a un viejo amigo mío que tiene un doctorado en este tema. Rápidamente explicó que un láser tan poderoso normalmente producirá un fenómeno llamado autoenfoque .

Autoenfoque

Esto es bueno y malo. Es bueno porque la intensidad del haz en el foco crece hasta que algo se interpone y lo detiene. Es malo porque la ubicación del foco no es fácil de controlar.

Por lo general, obtiene el enfoque a poca distancia de su óptica. Cuando intentas usar una linterna de perdición contra tus enemigos, no es deseable tener un rango de pulgadas.

Pulsado vs. Continuo

Los láseres de alta potencia siempre son pulsados. Desea meter tanta energía en el objetivo en el menor tiempo posible. También tiene la ventaja de ayudar a eludir cualquier contramedida que pueda encontrar.

Los períodos de pulso son cortos. Muy, muy corto. Abajo alrededor de las decenas de femtosegundos . Suponiendo que tenga un enfriamiento adecuado y un amplio suministro de energía, puede disparar muchos cientos de pulsos por segundo.

Teoría versus práctica

En la práctica, su enfoque personal estará en el aire, donde se calienta tanto que convierte un pequeño volumen de aire en plasma. El plasma suena como algo grandioso, pero en fotónica no lo es. Al plasma le encanta absorber la luz láser, que luego irradia con una curva de cuerpo negro .

La combinación de radiación de cuerpo negro y aire rápidamente calentado hace una cosa: dispersa y desenfoca el haz. Su arma de energía de alta potencia se ha convertido en una antorcha muy costosa y muy complicada.

Cada pulso de láser hará una pequeña explosión en el foco a medida que recalienta el aire/plasma. Disparar miles de pulsos por segundo creará un tono igual a la tasa de pulsos.

Si tienes el privilegio de estar en una universidad con un laboratorio de fotónica, puedes ser testigo de todo esto por ti mismo.

https://www.youtube.com/watch?v=_AfRc4gLwI8

https://www.youtube.com/watch?v=jBjqT3AQkH0

Entonces, en otras palabras, hace un zumbido agudo :) Tal vez describa el sonido en su respuesta para mejorarlo, en caso de que los videos vinculados se caigan.
Entonces, si activa el láser solo brevemente y la duración del pulso varía durante ese tiempo, ¿es realmente posible un "banco"?
@Cephalopod, no, no es probable. Sería más como un clic o un chasquido.
"una linterna de la fatalidad" Excelente punto.

Este tema era uno de los favoritos entre los "compañeros nerds" de la Universidad Be'er Shiva, en Israel, hace muchos años. Se acordó casi universalmente que un "arma" de tipo láser o tipo máser produciría un "Bang" audible, como nuestras armas de proyectiles contemporáneas. Un "bang" MUY audible, según todas las estimaciones.

Es cierto que el fotón se comporta como si no tuviera "masa", pero recuerde la física elemental: * Los fotones / luz se comportan AMBOS como una onda Y como una partícula .

Los fotones o la energía de microondas con suficiente amplitud para servir como arma destruirían todo lo que se interpusiera en el camino del haz. A la literal "velocidad de la luz". La eliminación prácticamente instantánea de todas las moléculas de aire a lo largo de la trayectoria del haz produciría el mismo sonido que produce un rayo, al pasar entre las nubes o las nubes y el suelo: una gran "explosión".

El impacto del haz de energía sobre el objetivo iniciaría la destrucción de la estructura del objetivo en el sitio del impacto. Dado que un arma de haz de "grado de armamento" tendría que producir una vaporización muy rápida del material del objetivo para que fuera eficaz, habría una "firma" audible definitiva para el impacto: el "Bang" de destrucción.

Este ruido se vería aumentado por la salida de vapores ionizados que consisten en elementos parcialmente quemados de la construcción o composición del objetivo a una velocidad muy alta, a lo que equivale a una "velocidad explosiva". La liberación de gases --- ionizados o no --- de un sitio de explosión produce un "Bang".

En el momento en que el rayo atravesara la "piel" o la "armadura" del objetivo, habría una irrupción muy rápida de partículas ionizadas sobrecalentadas y vapores asociados que servirían para consumir instantáneamente cualquier atmósfera o vapor dentro del objetivo. así como prender fuego cualquier material combustible (plásticos, combustibles, explosivos, carne, etc.) dentro del objetivo. Esta combustión muy rápida del contenido del objetivo constituiría un "evento explosivo", que resultaría en un "Bang".

Cuando se interrumpe el haz, la atmósfera ambiental se apresuraría a ocupar el vacío creado por la aniquilación de la atmósfera por la activación del haz. El aire que regresa a un vacío o área de presión extremadamente baja produce un "Bang".

Evidentemente, un arma de energía produciría un ruido audible similar a una explosión en cada fase de su funcionamiento. En todos los aspectos prácticos, estos "informes" probablemente se superpondrían un poco, a menos que el rayo incidiera en un objetivo muy, muy duro, o grueso, lo que había frenado la penetración del rayo en el núcleo.

Entonces, podría haber múltiples ruidos explosivos distintos: el primer "Bang" anunciaría el disparo del arma, y ​​el segundo (o secundario) "Bang" sería la destrucción del contenido del objetivo. Esto sería muy parecido a la secuencia de "informes" cuando se dispara una pieza de artillería de fuego directo contra un tanque: un informe en el momento de la descarga del arma y un informe posterior cuando el objetivo fue destruido.

No parece haber ninguna forma de evitar la producción, al menos teórica , de "sonidos de descarga similares a los de un arma" durante el despliegue de un arma de energía, como un láser o un máser muy potente.

Si el disparo es supersónico y sin masa (láser o energía), el proyectil no emitirá ningún sonido.

Si el disparo es supersónico y tiene masa, entonces el proyectil romperá la barrera del sonido en algún punto (probablemente inmediatamente después de la emisión) y será ensordecedor.

Anexos:

  • El arma puede hacer un ruido separado del proyectil (una reacción, explosión o descarga de la batería).
  • El impacto puede causar un ruido (carne sobrecalentada, metal que se derrite rápidamente, buenas explosiones a la antigua).
  • Quemar el aire a medida que pasa el proyectil (o el láser) puede causar una variedad de efectos, desde nada hasta un ligero chisporroteo o una explosión, dependiendo de qué tan reactivo sea el entorno.
Um... No. Los láseres son audibles en el aire si proporcionan suficiente calentamiento atmosférico.
"Quemar el aire a medida que pasa el proyectil puede causar una variedad de efectos, desde nada hasta un ligero chisporroteo y una explosión, dependiendo de qué tan reactivo sea el entorno".
Los láseres no tienen masa, pero si son lo suficientemente energéticos, se pueden escuchar mientras calientan el aire. Técnicamente, no se trata de ningún proyectil (es decir, un objeto físico), solo de energía.
En ausencia de una palabra concisa para describir un rayo láser, usé proyectil. De cualquier manera, un "proyectil" láser absolutamente no haría ruido a menos que ocurra un efecto externo (reacción atmosférica).
Cualquiera de "emisión", "rayo" o "pulso" serviría.
Cuando era niño, fui testigo de cómo un rayo golpeaba el suelo justo en frente de mí. Hace un zumbido, como los tubos fluorescentes. (El trueno viene después.) ¿Es esto similar?
Cada sonido es causado por una reacción de un "efecto externo", porque el sonido es solo una onda de vibración del medio. Los proyectiles con masa empujan el aire a un lado, provocando un sonido. Los láseres calientan el aire, provocando sonido. Los dos tipos simplemente alteran el aire circundante de diferentes maneras.
@RedSonja ¡Guau! Simplemente guau. ¿Qué tan cerca te golpeó? ¿Golpeó un árbol, una torre o cómo es que no te golpeó directamente a ti?
@RedSonja ¿Cuánto tiempo después? Aquí solo escucho ruido: youtube.com/watch?v=ltK5c60nBHQ
Yo estaba de pie en la puerta del granero, observando la tormenta y la lluvia torrencial, y preguntándome si correr hacia la casa. Golpeó a unos 4 metros frente a mí donde había un desagüe, con enormes cantidades de agua corriendo hacia él. El relámpago era azul pálido, tan grueso como una pierna, y zumbaba alrededor. Me pregunté por el zumbido, luego llegó el trueno, tal vez 1 segundo después. Fue extremadamente ruidoso. Yo era demasiado pequeño para tener miedo, me maravilló, luego volví a la casa dando un largo rodeo bajo los techos colgantes de los edificios. Nunca lo olvidé.
Láseres Pew Pew! ¿Cómo sonarían realmente las armas de energía dirigida?
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