펨토초
| 펨토초 | |
|---|---|
| 단위의 종류 | SI |
| 측정 대상 | 시간 |
| 기호 | fs |
| 단위 환산 | |
| 1 fs ▼ | ... 동등 환산값 ... |
| SI 단위 | 10−15 s |
펨토초(Femtosecond)는 국제단위계(SI)에서 10−15 또는 1⁄1 000 000 000 000 000 초에 해당하는 시간 단위이다. 즉, 1000조분의 1초 또는 10억분의 1의 100만분의 1초이다.[1]
펨토초가 1초에 대해 갖는 비율은 1초가 약 3169만 년에 대해 갖는 비율과 같다.
예를 들어, 빛은 1 펨토초 동안 약 0.3 μm(마이크로미터)를 이동하는데, 이는 바이러스의 직경과 비슷한 거리이다.[2] 펨토초 측정을 처음 수행한 사람은 이집트의 노벨상 수상자인 아메드 즈웨일이며, 그는 1999년에 이 공로로 노벨 화학상을 수상했다. 즈웨일 교수는 레이저를 사용하여 펨토초 규모에서 입자의 움직임을 측정했으며, 이를 통해 화학 반응을 최초로 관찰할 수 있게 되었다.
펨토초(femtosecond)라는 단어는 SI 접두어인 펨토(femto)와 SI 단위인 초(second)로 구성된다. 기호는 fs이다.[3]
1 펨토초는 1000 아토초 또는 1/1000 피코초와 같다. 다음 상위 SI 단위는 1000배 크므로, 10−14초 및 10−13초의 시간은 일반적으로 수십 또는 수백 펨토초로 표현된다.
- 분자동역학 시뮬레이션의 일반적인 시간 단계는 1 fs 정도이다.[4]
- 가시광선 빛 파동의 주기는 약 2 펨토초의 지속 시간을 갖는다. 정확한 지속 시간은 광자의 에너지에 따라 달라지며, 이는 색상을 결정한다. (파동-입자 이중성 참고) 이 시간은 빛이 해당 거리를 이동하는 데 걸리는 시간을 결정하기 위해 빛의 파장을 빛의 속력(약 3×108 m/s)으로 나누어 계산할 수 있다.[5]
| 색상 | 파장 구간 |
주기 구간 | |
|---|---|---|---|
| 빨강 | ~ 700–635 nm | ~ 2.3–2.1 fs | |
| 주황 | ~ 635–590 nm | ~ 2.1-2.0 fs | |
| 노랑 | ~ 590–560 nm | ~ 2.0–1.9 fs | |
| 녹색 | ~ 560–520 nm | ~ 1.9–1.7 fs | |
| 시안 | ~ 520–490 nm | ~ 1.7–1.6 fs | |
| 파랑 | ~ 490–450 nm | ~ 1.6–1.5 fs | |
| 보라 | ~ 450–400 nm | ~ 1.5–1.3 fs | |
예시
[편집]- 46 fs – 알려진 가장 빠른 화학 반응(물의 방사선 분해로 H2O+ 이온이 생성되고, 이는 빠르게 반응하여 하이드로늄 이온(H3O+)과 짧은 수명의 하이드록실 라디칼(•OH)이 된다)[7]
- 200 fs – 평균적인 화학 반응 (예: 눈의 안료가 빛에 반응하는 것)[5]
- 300 fs – 아이오딘 분자 내 원자의 진동 지속 시간[8]
같이 보기
[편집]각주
[편집]- ↑ “Femtosecond: Merriam Webster definition”. Merriam Webster Online Dictionary.
- ↑ Compared with overview in: Fisher, Bruce; Harvey, Richard P.; Champe, Pamela C. (2007). 《Lippincott's Illustrated Reviews: Microbiology (Lippincott's Illustrated Reviews Series)》. Hagerstown, MD: Lippincott Williams & Wilkins. 3쪽. ISBN 978-0-7817-8215-9.
- ↑ NIST. “NIST Definitions of the SI units”.
- ↑ “Femtosecond: use in molecular dynamics simulation”. LAMMPS Molecular Simulator.
- ↑ 가 나 Andrew M. Weiner (2009). 《Ultrafast Optics》. Wiley. ISBN 978-0-471-41539-8.
- ↑ Craig F. Bohren (2006). 《Fundamentals of Atmospheric Radiation: An Introduction with 400 Problems》. Wiley-VCH. 214쪽. Bibcode:2006fari.book.....B. ISBN 978-3-527-40503-9.
- ↑ Loh, Z.-H.; Doumy, G.; Arnold, C.; Kjellsson, L.; Southworth, S. H.; Al Haddad, A.; Kumagai, Y.; Tu, M.-F.; Ho, P. J.; March, A. M.; Schaller, R. D.; Bin Mohd Yusof, M. S.; Debnath, T.; Simon, M.; Welsch, R. (2020년 1월 10일). “Observation of the fastest chemical processes in the radiolysis of water”. 《Science》 (영어) 367 (6474): 179–182. doi:10.1126/science.aaz4740. ISSN 0036-8075.
- ↑ Abbi, S. C. (2001). 《Nonlinear Optics and Laser Spectroscopy》. United States of America: Alpha Science Int'l Ltd. 361쪽. ISBN 8173193541.