[hard core]米粒子屏蔽电磁波的原理考证/BEAM兵器

LIN+

最基础知识补充：微波，X射线，可见光，红外线，雷达波段，无线电波，均属于电磁波（波长从小到大列出）。

基础设定补充：米氏粒子是UC世界观中存在的带正电荷或负电荷的小质量粒子。


简单来讲，米氏粒子受自身电场作用自发排成的晶格状矩阵，也就是I立场(I field)(高强度的I立场需要巨大能量来维持，比如EX-S和GP-03D搭载的IF生成装置)。 I立场在没有外力作用下会在29天后逐渐散去，失去对无线电的屏蔽作用。

屏蔽的达到则是通过米氏粒子排成的I立场晶格屏蔽长波辐射，衍射和偏振（Diffraction and Polarization）波长与自身大小相近的波：

The disruption of electromagnetic radiation is due to the small lattice of the I-Field creating fringes that long wave lengths cannot penetrate, and that diffract wave lengths that have similar distance with the fringes. This Diffraction and Polarization process disrupts the electromagnetic waves.


这里对低频长波辐射的阻断原理并没有明确给出，根据猜测，结合米氏粒子的性质：接近零质量的带正电或负电的微小粒子，应当可以看作一个高密度的等离子体结构... 而在电磁波射入电离层之后的折射可以参考中波的电离层传播。长波和超长波由于其特性将被吸收。（参见地球上利用电离层进行的远距离通讯）

括号内容可以忽略不影响整体论证[一般把电离层看作异性的色散介质，即磁波和电波分离考虑，之后的折射率单纯决定于电波频率、电子浓度，碰撞频率,目前似乎仍然没有公认理想的算法公式，这里给出可以计算的非均匀等离子体趋肤深度公式的一种表述形式 详细推导过程参见reference3]

这样，无线电的主要频率波段被准电离层结构的各种复杂的因素所扰乱，已不可能正常工作。

值得注意的是，拥有重要军事意义的波段：甚高频电波波段，即雷达的主要工作频率，是可以穿透地球电离层的，那么，要偏振甚高频电磁波，I立场的偏转率需要达到一个相当的强度。因为I立场具体的物理参数并不存在，要确实计算也变得不可能。而雷达工作所需要的是精准的线性传播和反射来计算目标方位，即使反馈的电磁波有微小的变相也会让目标坐标失焦。同样，远距长波无线电通讯也难以实现。



对于高频电磁波，设定中给的解释是I立场的晶格对其产生衍射和偏振，这部分就相对容易解释了。具体衍射公式sinθ=mλ/a (Fraunhofer diffraction和Fresnel diffraction)以及2dsinθ=mλ(Bragg Condition晶体对微波的衍射) 和I立场对长波的屏蔽相同，不均匀的电离介质（I Field）中没有统一线性性质，由此，I立场的无数不规则晶格所产生的衍射和偏振后是无法逆向计算的。

在这个区域内有重要战术意义的波段为红外线（波长0.75μm-1000μm)。这样原距离热红外成像将变得相当模糊和不准确。导致热追踪兵器和红外成像瞄准的战车等兵器无法作战。


写到这里不由的佩服下米氏粒子存在的设定者，UC世界观几乎只靠这一存在而变得相对合理，而由其衍生的I立场，米加粒子，以及再下一层的衍生：I立场防护，对远距离战斗和雷达的抹杀，光束兵器的弱化，各种Beam兵器的出现，米氏融合炉的产生...等等.. 不得不承认是天才的设定。





更多的基础知识补充：

电离层的特性，频率越低（波长越长）吸收越强烈，在IF等级下的长波应该没有机会穿透。具体的吸收原理不在大学物理范围内，相关链接，有兴趣可以看下..
http://scholar.ilib.cn/Abstract.aspx?A=jswl200606006

趋肤深度：趋肤深度是指电磁波或电流在导体电离质中能穿透的深度，一般认为在电离层中，是无限取小深度单独算折射，最后积分起来的，而趋肤深度就是其全反射之前所能达到的最大深度。

Bragg Condition晶体对微波的衍射：Bragg Condition条件是小尺寸的晶体衍射, 公式为：2sinθ=mλ/d     d是晶体排列的原子之间的距离（这里解释为I立场晶格的米粒子间的尺寸），λ是波长，m是1，2，3...发生重叠的波间相差的系数。 于是对于波长符合的电磁波（一般来说是微波）则以这个条件衍射。




reference:

wiki Universal Century Technology http://en.wikipedia.org/wiki/Beam_rifle

University Physics /Young&Freedman (教科书这时候是最有用的T T)

电磁波的传播 上海交大物理系某教材= = [url]www.physics.sjtu.edu.cn/~hrma/EM/chapter05.pdf

[ 本帖最后由 LIN+ 于 2008-3-27 04:11 编辑 ]

LIN+

激光总是不浪漫的，就好像双方战舰群隔着数千万公里的距离上互相交换能量一样不浪漫，米粒子和ＵC世纪成熟的激光武器反制技术的存在，加上激光作为兵器本身的种种缺陷，导致了ＵC世界观中Beam兵器的出现（也就是粒子兵器）

各种beam兵器发射的并不是电磁波（比如激光），而是经过高度压缩的米氏粒子，这种经过压缩的粒子就是常提到的米加粒子（mega particle）。由于米粒子带电的特性，不受外力的米粒子会自动排列成晶格状的场（IF），而由外界创造一个足够强的电磁场来压缩这个IF，在突破了特定的临界值后，带正负电荷的米粒子就会结合成为电中性并带有高能量的米加粒子。  这时候用来压缩的电磁场只要形成一个管道，被压缩的米加粒子就会从管道射出，形成有巨大破坏力的米加粒子流，达到摧毁目标的目的。 由于粒子流本身是电中型，所以不会被IF所干扰偏转，也不会被反激光涂层所折射，这使得Zeon在一年战争中开始率先大量使用这种兵器。

之后联邦仿造的各种beam兵器也使用的类似原理，唯一不同的是，为了减小beam兵器的体积以便MS使用，联邦研发了所谓的“E-Cap”，也就是压缩在临界点附近的米粒子弹夹，在发射时候只需要额外提供突破临界点的能量就可机发，这个技术使得Zeon只能搭载在MA上的米加粒子炮得以在RX-78上装备，但是缺点一样明显，E-Cap有限的容量让78每次只能发射16发。之后改进为E-Pack使得发射次数大大增加。

至于之后发展出的VSBR等应用，基本原理也是一样的

另外，关于几乎是大Bug的光剑互砍，万能的IF和米粒子的应用也给了相对合理的解释，光剑的“刃”是由IF场整形的高密度米粒子组成的，在接触到敌机时候IF场被切断，高能量的米粒子流就开始侵蚀敌机，直到穿过敌机让IF恢复原本形状，在两把光剑互砍的时候，由于两个IF场互相排斥所以可以起到“格挡”的效果。

[ 本帖最后由 LIN+ 于 2008-3-27 04:10 编辑 ]

LIN+

1楼是之前写的，当时物理正学那里，惯性原因就写深了，是总部无数埋在历史之中的考据帖之一

2楼则比较浅显，刚才写的，这样就不是纯自转，显得厚道一点

Plaid

反雷达反激光?那BEAM武器的瞄准系统和火控系统是如何准确捕捉目标的?靠目测凭感觉?

MS战的战术退化到拿破轮时代了吗:sweat:

LIN+

也可以这么说，主要靠肉眼判断，可见光频段视距内被干扰的程度，相比需要精确定位的雷达之类的还是要轻。

这是MS诞生的直接原因之一

YMS16M

:awkward:
很不厚道的说就是。。
考据SF背景基本原理的都是吃撑了没事做的。。
这东西官方爱怎么改就怎么改。
就象OYW时期总投入MS数量一样。
完全是看监督心情的东西。
于其看这个不如去考据事实存在的东西。
PS：但是考据的目的完全是为了找乐子？
还是为了随便找点东西来满足自己的求知欲？

[ 本帖最后由 YMS16M 于 2008-3-27 09:29 编辑 ]

LIN+

当然是找乐子，顺便应用下所学内容。 事实存在的东西如果目前还没被探明的，我一个undergraduate也做不了什么

投入MS数量和这个是不同的，就好比即使FAF投入了多少无人战只是任意设定的数据，FRX－00的过载多少，武器配装，却是值得玩味的～

另外监督其实根本不管这个的

YMS16M

一样的啊。
比如0083的科技力在Z之上这种时代性的BUG是让人很ORZ的。
不如说军队里的技术官有这种傻布到不用已有的先进技术的。。。
总而言之只能是。。
监督当时脑失能的结果。

LIN+

所以说 监督不管这个，只管作品本身的表现。

之后用补足设定来填坑自圆其说，这没什么特别的，也不因为这个就没有了解的必要

熊猫阿黑

想研究Hardcore的话

就研究红色三倍速的三倍重力压迫吧

夏亚瞬间变相的速度所造成的G，已经和跳楼没有任何区别了。

如果速度降下来，驾驶员的生命安全得到保障，那么MS个个都是慢吞吞的移动靶。

[ 本帖最后由 熊猫阿黑 于 2008-3-27 10:25 编辑 ]

LIN+

排除动画中的夸张表现，MS的加速度并没有高到跳楼级别啊

几个有名的，V2的自杀的20G过载机动，其次是S高达booster的11G把记得，机师著名的过载失禁。 哦最近还有个FLAG，机师吐血

咲夜

真追究起来，MS间的那些相向冲锋格斗片段也经不起推搞，更不可能突然停在敌舰舰桥外再开火打然后再加速飞走，因为一但速慢下来就再把重新提速代价很大，而且是不可能马上就提得了速。

EVA1

原帖由 LIN+ 于 2008-3-27 03:36 发表
I立场在没有外力作用下会在29天后逐渐散去，失去对无线电的屏蔽作用。

为啥？

I FILED在失去发生源的状态下只是高浓度米氏粒子聚集体而已。扩散速度和29日有啥关系我想知道。

YMS16M

原帖由 LIN+ 于 2008-3-27 10:21 发表
所以说 监督不管这个，只管作品本身的表现。

之后用补足设定来填坑自圆其说，这没什么特别的，也不因为这个就没有了解的必要

:awkward:
每年一次的修正BUG不觉得烦么。。。
还是说真理只能接近不能获得？\'
同样是考据文。
10年前的2战考据现在也能看。
而10年的枪坝考据因为改设定的原因报废了不少。。。

[ 本帖最后由 YMS16M 于 2008-3-27 11:49 编辑 ]

飚狼敢达

原帖由 咲夜 于 2008-3-27 10:36 发表
真追究起来，MS间的那些相向冲锋格斗片段也经不起推搞，更不可能突然停在敌舰舰桥外再开火打然后再加速飞走，因为一但速慢下来就再把重新提速代价很大，而且是不可能马上就提得了速。 ...

又不是人人都是鸭子,高速战斗是一门很深的技术.

gundam0083

蛋疼了吗？

st0114

天才？只能说在80年代初比较神。

sei

E-Cap和E-Pack是否抄袭了洛克人？（拖走）

LIN+

原帖由 咲夜 于 2008-3-27 10:36 发表
真追究起来，MS间的那些相向冲锋格斗片段也经不起推搞，更不可能突然停在敌舰舰桥外再开火打然后再加速飞走，因为一但速慢下来就再把重新提速代价很大，而且是不可能马上就提得了速。 ...

不用动画片段说事，不用游戏数据说事，这也算是约定俗成了，不然我第一个叫嚷0079里那些柔软的扭腰是什么嘛！又不是Overman..

不过说到加速度，10G的概念是什么呢，大概就是1秒后已经从静止移动到50米开外的速度，想象一下吧

LIN+

原帖由 EVA1 于 2008-3-27 10:36 发表

为啥？

I FILED在失去发生源的状态下只是高浓度米氏粒子聚集体而已。扩散速度和29日有啥关系我想知道。

29日是设定给出的时间，浓度会随着时间降低，渐渐扩散

LIN+

原帖由 YMS16M 于 2008-3-27 11:06 发表

:awkward:
每年一次的修正BUG不觉得烦么。。。
还是说真理只能接近不能获得？\'
同样是考据文。
10年前的2战考据现在也能看。
而10年的枪坝考据因为改设定的原因报废了不少。。。 ...

....二战1不是SF，2没有新作

这不是废话嘛...

瓦拉几亚

原帖由 熊猫阿黑 于 2008-3-27 10:24 发表
想研究Hardcore的话

就研究红色三倍速的三倍重力压迫吧

夏亚瞬间变相的速度所造成的G，已经和跳楼没有任何区别了。

如果速度降下来，驾驶员的生命安全得到保障，那么MS个个都是慢吞吞的移动靶。 ...

官方的解释,夏亚实际没有三倍的速度,那是他特殊的机动方式给人造成的视觉错觉.

Tor

\'\'由于米粒子带电的特性，不受外力的米粒子会自动排列成晶格状的场（IF），而由外界创造一个足够强的电磁场来压缩这个IF，在突破了特定的临界值后，带正负电荷的米粒子就会结合成为电中性并带有高能量的米加粒子。  这时候用来压缩的电磁场只要形成一个管道，被压缩的米加粒子就会从管道射出，形成有巨大破坏力的米加粒子流，达到摧毁目标的目的。\'\'

beam武器跟particle accelerator 没什么区别吧........就算+米-米不是annihilate 而是form new state or form high energy particle...  (这个就不能理解.....high energy state/particle 应该不稳定/短lifetime)........这个\'米加粒子\' 电中性.....怎么可能在E-field下形成粒子流?...........

sei

导演：夏亚的三倍速其实是我们幕后摄影师的功劳……（拖走）

LIN+

原帖由 Tor 于 2008-3-27 19:53 发表
\'\'由于米粒子带电的特性，不受外力的米粒子会自动排列成晶格状的场（IF），而由外界创造一个足够强的电磁场来压缩这个IF，在突破了特定的临界值后，带正负电荷的米粒子就会结合成为电中性并带有高能量的米加粒子。  这时候用来压 ...

加速器只能加速带电粒子，Mega粒子是不带电的这没错，发射原理并不是用EF加速，而是用IF压缩后再留出IF保护的通路，靠mega粒子自身的能量射出

战斗机13号

都去补一次空想科学世界

Tor

\'而是用IF压缩后再留出IF保护的通路，靠mega粒子自身的能量射出\'

靠mega粒子自身的能量形成粒子流...............用来压缩/保护的energy应该远大于\'mega粒子\'自身momentum所能给出的energy吧.............那为什么不好好合理利用用来产生mega粒子的能量....而要用近似扔炮弹的方法来战斗..........

LIN+

能量形成高密度IF场-->把米粒子压缩成mega粒子-->开放IF场-->放出mega粒子流  

mega粒子本身的能量就是因为IF的压缩作用，不然只是一团漂浮的米粒子而以

空想科学?  看过了

st0114

太空战斗导论看过没？

LIN+

没看过

heimu

beam炮的射速大约为1/10光速，实际上把例子加速到这么快的速度以目前的技术来说那beam炮的长度要好几十公里-_-

LIN+

目前技术是加速带电粒子，粒子加速器不用好几十公里，一般都是环状的，多加速几圈就好了，一般半径从几百米到几公里不等

当然，这里mega粒子的发射原理和这个完全不同

飚狼敢达

原帖由 瓦拉几亚之夜 于 2008-3-27 19:37 发表

官方的解释,夏亚实际没有三倍的速度,那是他特殊的机动方式给人造成的视觉错觉.

这个没官方解释吧,以前那阵推测的最靠谱的结论是,鸭子在对燃料推进剂的控制上有超乎常人的技巧与理解,在一出舱后就以战速持续加速,等到达战场的时候本体速度就要比其他以巡航速度到达战场的MS快很多,这种战斗方式要求鸭子几乎不能做无用的动作,所有消耗的燃料推进剂都得是非常精准的控制,是一项非常高超的技术.

飚狼敢达

原帖由 阿娇大王 于 2008-3-28 12:01 发表


1/1000光速吧，我记得是300公里左右

应该是1/10没错.

LIN+

具体射速应该是不同的... 像VSBR就能调整射速

shinobu

原帖由 EVA1 于 2008-3-27 10:36 发表

为啥？

I FILED在失去发生源的状态下只是高浓度米氏粒子聚集体而已。扩散速度和29日有啥关系我想知道。

你混淆了IF和IF Barrier。IFB在失去发生器的磁场约束之后就会扩散成正规散步的IF，也就是你所说的聚集体

st0114

原帖由 LIN+ 于 2008-3-27 23:39 发表
没看过

那么推荐去看看。