Фемтосекунда
| фемтосекундный | |
|---|---|
| Система единиц | СИ |
| Единица измерения | время |
| Символ | фс |
| Конверсии | |
| 1 фс в ... | ... равно ... |
| Единицы СИ | 10 −15 с |
Фемтосекунда — единица времени в Международной системе единиц (СИ) , равная 10 −15 или 1 ⁄ 1 000 000 000 000 000 секунды ; то есть одной квадриллионной или одной миллионной миллиардной доли секунды. [1 ]
Фемтосекунда относится к секунде так же, как секунда относится к примерно 31,69 миллиона лет.
Для контекста, луч света проходит приблизительно 0,3 мкм (микрометра) за 1 фемтосекунду, расстояние, сопоставимое с диаметром вируса . [ 2] Первым, кто провел фемтосекундные измерения, был египетский лауреат Нобелевской премии Ахмед Зевайл , за что он был удостоен Нобелевской премии по химии в 1999 году. Профессор Зевайл использовал лазеры для измерения движения частиц в фемтосекундном масштабе, тем самым впервые позволив наблюдать химические реакции.
Слово фемтосекунда образовано приставкой СИ фемто и единицей СИ секунда . Его символ — fs . [3]
Фемтосекунда равна 1000 аттосекунд или 1/1000 пикосекунды . Поскольку следующая более высокая единица СИ в 1000 раз больше, времена 10−14 и 10−13 секунд обычно выражаются как десятки или сотни фемтосекунд.
- Типичные временные шаги для моделирования молекулярной динамики составляют порядка 1 фемтосекунды. [4]
- Периоды волн видимого света имеют длительность около 2 фемтосекунд. Точная длительность зависит от энергии фотонов , которая определяет их цвет. ( См. корпускулярно-волновой дуализм .) Это время можно рассчитать, разделив длину волны света на скорость света (приблизительно 3×10 8 м/с), чтобы определить время, необходимое свету для прохождения этого расстояния. [5]
| Цвет | Интервал длин волн | Интервал времени цикла | |
|---|---|---|---|
| Красный | ~ 700–635 нм | ~ 2,3–2,1 фс | |
| Апельсин | ~ 635–590 нм | ~ 2.1-2.0 фс | |
| Желтый | ~ 590–560 нм | ~ 2,0–1,9 фс | |
| Зеленый | ~ 560–520 нм | ~ 1,9–1,7 фс | |
| Голубой | ~ 520–490 нм | ~ 1,7–1,6 фс | |
| Синий | ~ 490–450 нм | ~ 1,6–1,5 фс | |
| Фиолетовый | ~ 450–400 нм | ~ 1,5–1,3 фс | |
Примеры
- 46 фемтосекунд – самая быстрая из известных химических реакций ( радиолиз воды приводит к образованию иона H 2 O + , который быстро реагирует, превращаясь в гидроксоний (H 3 O + ) и короткоживущий гидроксильный радикал (•OH)) [7]
- 200 фс – средняя химическая реакция, например, реакция пигментов в глазу на свет [5]
- 300 фс – длительность колебания атомов в молекуле йода [8]
Смотрите также
- Фемтохимия
- Формирование фемтосекундного импульса
- Сверхбыстрая лазерная спектроскопия
- Блокировка режимов
- Микросекунда
- Миллисекунда
- Наносекунда
- Порядки величины (время)
- Ахмед Зевайл
Ссылки
- ^ "Фемтосекунда: определение Merriam Webster". Онлайн-словарь Merriam Webster .
- ^ По сравнению с обзором в: Fisher, Bruce; Harvey, Richard P.; Champe, Pamela C. (2007). Lippincott's Illustrated Reviews: Microbiology (Lippincott's Illustrated Reviews Series) . Hagerstown, MD: Lippincott Williams & Wilkins. стр. 3. ISBN 978-0-7817-8215-9.
- ^ NIST . "Определения единиц СИ NIST".
- ^ "Фемтосекунда: использование в моделировании молекулярной динамики". Молекулярный симулятор LAMMPS .
- ^ ab Andrew M. Weiner (2009). Ultrafast Optics. Wiley. ISBN 978-0-471-41539-8.
- ^ Крейг Ф. Борен (2006). Основы атмосферной радиации: Введение с 400 проблемами. Wiley-VCH. стр. 214. Bibcode :2006fari.book.....B. ISBN 978-3-527-40503-9.
- ^ Loh, Z.-H.; Doumy, G.; Arnold, C.; Kjellsson, L.; Southworth, SH; Al Haddad, A.; Kumagai, Y.; Tu, M.-F.; Ho, PJ; March, AM; Schaller, RD; Bin Mohd Yusof, MS; Debnath, T.; Simon, M.; Welsch, R. (10.01.2020). «Наблюдение за самыми быстрыми химическими процессами при радиолизе воды». Science . 367 (6474): 179–182. doi : 10.1126/science.aaz4740 . ISSN 0036-8075.
- ^ Эбби, SC (2001). Нелинейная оптика и лазерная спектроскопия. Соединенные Штаты Америки: Alpha Science Int'l Ltd. стр. 361. ISBN 8173193541.
