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光气枪是一种用于物理实验的仪器，是一种高度专业化的枪，设计用于产生非常高的速度。基本用于研究和理解高速撞击现象，被陨石撞击形成撞击坑或被微流星体侵蚀物质。一些基础材料的研究依赖于弹丸的撞击来产生高压:这样的系统能够迫使液氢变成金属状态。
轻气枪的工作原理与弹簧活塞气枪相似。一个大直径的活塞迫使气态工作流体通过一个小直径的筒体，筒体中装有必须加速的弹丸。直径的减小增加了速度，同时降低了压力。
在轻气枪中，大活塞由火药产生的化学能提供动力，工作流体是较轻的气体，如氦或氢。当弹丸开始运动时，最大的能量是可用的，这是由破裂盘完成的，破裂盘产生的高压达到所需的水平后，磁盘撕裂，允许高压，轻气体进入枪管。
美国国家航空和宇宙航行局使用的一种特殊的轻气体枪使用了一种改良的40毫米大炮来提供动力。NASA还在艾姆斯研究中心操作着发射管尺寸在4.3毫米到38毫米之间的轻气枪，这些枪已经用于支持各种任务，从20世纪60年代的阿波罗计划再入研究开始，最近的高速热成像。
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限制气枪、火器或轻气枪速度的因素是工作流体(空气、燃烧的火药或轻气体)中的声速。这是必不可少的，因为弹丸是由两端的压力差加速的，而这种压力波的传播速度不能超过媒质中的声速。氦中的声速大约是空气中的声速的3倍，氢中的声速是空气中的3.8倍。
声速也随着流体温度的增加而增加，而流体的温度与压力无关，因此工作流体的压缩所形成的热有助于增加最大可能的速度。弹簧活塞气枪通过绝热加热来提高舱内空气的温度;这提高了局部声速，足以克服摩擦和其他效率损失，并推动弹丸以高于环境条件下的声速。
混合电热光气枪的工作原理与标准光气枪相似，但增加了一个电弧来加热光气到比单独活塞更高的温度和压力。
当轻气炮发射的弹丸撞击目标时，施加的压力取决于弹丸的质量和表面积或横截面，由于空气发射的弹丸与空气分子发生摩擦，阻力与弹丸表面积的增加成比例增加，这导致弹丸表面积越大，速度越慢。
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