Пікосекунди - це типовий тимчасової масштаб, на якому рухаються і стикаються один з одним атоми і молекули твердих тіл. На часи багато менше пікосекунди окремі молекули можна вважати зупиненими, і тоді цікаві явища відбуваються лише всередині них. На часи багато більше пікосекунди рух молекул усредняется, і перед нами постає суцільне речовина
Якщо при наносекундному масштабі ми стежили за властивостями речовини, то в пикосекундной діапазоні колективна поведінка суцільний матерії як би розсипається на окремі елементарні «кроки».
На пікосекунди нам відкривається новий світ - світ атомного руху.
І відразу перша приємна новина: пикосекундной масштаб атомних рухів не потрібно запам'ятовувати, його легко обчислити. Дивіться: типове відстань між атомами в рідини або твердому тілі - кілька атомних розмірів, т. Е. Кілька ангстрем. Типові швидкості руху - це звичайні теплові швидкості. Їх можна порахувати за формулою, але для найпростіших оцінок по порядку величини можна просто взяти швидкість звуку в повітрі - адже цей звук пов'язаний з рухом атомів. Ця проста оцінка дає опорний масштаб часів атомного руху в твердому тілі або в рідині:
Сюди, в принципі, можна було підставити і швидкість звуку в твердому тілі, хоч це було б трохи менш коректно. Ми б тоді отримали час в кілька разів менше, але така відмінність для розуміння масштабу несуттєво.
Звичайно, в кожній конкретній ситуації характерний час атомного руху може відхилятися в ту або іншу сторону. Наприклад, атоми водню дуже легкі, і через це вони при кімнатній температурі рухаються набагато швидше. Типовий період коливань або зіткнень атомів водню на порядок менше нашої оцінки і становить кілька десятків фемтосекунд. Важкі молекули або частини великих і складних молекул, навпаки, рухаються помітно повільніше. Ну а якщо до того ж говорити про температури, істотно відрізняються від кімнатної, то і швидкості, і часи між зіткненнями теж можуть змінитися.
Однак з точністю до цих застережень і уточнень наше просте обчислення дає вірну оцінку для найважливішого опорного тимчасового кордону. На часи набагато більше пікосекунди молекулярний рух виходить з поля зору, і ми тоді говоримо про усереднені властивості речовини. На часи, багато менших пікосекунди, рухом атомів можна знехтувати, речовина як таке нас вже не цікавить, і ми занурюємося в світ внутріатомної руху.
Наносекунди. Інформаційна ємність радіохвилі
Новини науки: фізика
Відкрита сила тяжіння за рахунок теплового випромінювання
15.08 • Ігор Іванов
Експеримент з атомним інтерферометром наклав нові обмеження на субгравітаціонние сили
11.08 • Ігор Іванов
У метаматеріалів з арсеніду галію реалізовано надшвидке оптичне перемикання
06.07 • Тетяна Долгова
Готується експеримент по надшвидкому прискоренню електронів в вуглецевих нанотрубках
22.06 • Ігор Іванов