Фемтосекунда

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] ${\lambda \over {c}}={600\times 10^{-9}~{\rm {м}} \over 3\times 10^{8}~{\rm {м}}~{\rm {с}}^{-1}}=2,0\times 10^{-15}~{\rm {с}}$

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

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.