締切済み

強力なビームやレーザーは煙でどれくらい減衰する？

2017/01/17 19:35

マンガやアニメなどでレーザー砲やビーム砲などの兵器は良く出てきます。そうしたマンガなどの中で、レーザー兵器を煙や湯気などで減衰させて防ぐ場面をいくつか見たことがあります。そのような描写の減衰率はどのくらい適性なのでしょうか。それらのうちのいくつかの状況を書いてみます。 1・空気中で10mほど先にいる人間を瞬時に貫通して溶断してしまうレーザー砲が発煙筒による煙を炊いたところ1～2m先の人間に火傷すら負わせられないくらいに減衰した 2・空気中で10ｍほど先の鉄骨（線路のレールくらいの大きさ）を一瞬の擦過ですっぱりと溶断してしまう威力のレーザーがスプリンクラーを作動させると水で乱反射してしまって威力がゼロになってしまった 3・宇宙で数ｋｍ先の数十トンほどの金属の塊を瞬時に蒸発させてさらに向こう側に飛んで行った荷電粒子ビーム砲が地球の大気圏内では数ｋｍ先の目標を撃とうとすると大気で半分以下に威力が減衰してしまったこれらを見てふと疑問に思ったのですが、市販のレーザーポインターや紙を焦がす程度のレーザーならともかく、人間や鉄骨などを一瞬で貫通するような強力なレーザーや荷電粒子砲が煙やスプリンクラー、大気などで大幅に減衰してしまうのでしょうか？ 1番なら人体を瞬時に溶断するエネルギーのあるレーザーが人体よりもずっと低密度の煙を数ｍほど通っただけでそのエネルギーの大半が失われてしまうのは不思議な気がします。レーザーの射線上でぶつかる煙の粒子はあまりないような気がするのですが。 3番にしても数十トンの金属を瞬時に蒸発させるだけのエネルギーの荷電粒子砲が大気の中を数ｋｍ通るだけで半分以上も失われるのでしょうか。数ｋｍというと長い距離のような気もしますが、その射線の中でビームにぶつかる空気分子の質量はあまり大した量ではないと思うのです。少なくとも数十トンの金属の塊の半分に匹敵するものではなさそうに思います。ただ、上述のうち2番の状況は十分ありえるかなと思いました。いくら強力なレーザーでも液体の水の塊にぶつかれば散乱してしまいそうです。現実にはそんなに強力なレーザー砲や荷電粒子砲は存在しないと思うので難しいかもしれませんが、仮に存在したと仮定した場合、これらの減衰率は適性なのでしょうか。また、適性、あるいはもっと減衰するという場合、どのような原理で減衰すると考えられるでしょうか。よろしくお願いします。なお自分はそれらの作品を批判したりする気はありません。あくまでも子供じみた好奇心ゆえであり、そんな態度じゃフィクションは楽しめないぞ、といった突っ込みはご勘弁ください。

korikuno586
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その他（応用科学）
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leo-ultra
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2017/01/25 23:07 回答No.2

３の荷電粒子ビームについてこれはできるかもしれません。荷電粒子は２つのパラメータがあります。荷電粒子１個が持つエネルギーと、照射する荷電粒子の個数です。ものを溶かす能力は、２つの量のかけ算になります。つまり、荷電粒子１個のエネルギーを小さくしても、個数をその分増やせば溶けます。一方、空気中をどれだけ進むかは、粒子１個のエネルギーだけで決まります。ですから、低エネルギーの荷電粒子を使えば、真空中でものは溶かせるが、空気中ではつかいものにならないようにできるはずです。

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