飛秒檢測
飛秒檢測
通過飛秒化學原理來研究物質結構就稱為飛秒檢測。飛秒(femtoseconds , fs ,即10 s)的時間尺度,這即是化學反應發生的實際歷經時間。這一物理化學領域被命名為“飛秒化學” (femtochemistry)、“飛秒檢測”(Femtosecond Inspection)。
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通過飛秒化學原理來研究物質結構就稱為飛秒檢測。飛秒檢測主要利用飛秒激光研究各種化學過程和物質組成,包括化學鍵斷裂,新鍵形成,質子傳遞和電子轉移,化合物異構化,分子解離,反應中間產物及最終產物的速度、角度和態分佈,溶液中的化學反應以及溶劑的作用,分子中的振動和轉動對化學反應的影響等。飛秒檢測為當今先進的檢測技術,通過觀測分子、原子、電子、原子核、官能團等粒子飛秒級(一千萬億分之一秒,即10s)的振動、能級躍遷,可以很方便的判斷物質組成和含量。飛秒檢測技術可以用於未知物分析、配方分析還原、工業診斷、衛星遙感、超級計算、痕量檢測分析等方面。
在過去百年來的研究中,沒有人敢想象能在飛秒級這樣短暫的時間內進行實驗,。到1980 年代末,Zewail實施的一系列試驗開創了飛秒化學研究領域。包括使用高速照相機,這種照相機依賴於光閃爍速度為數飛秒的新激光技術,可反映分子在化學反應過程中的真實狀況,並能拍下分子恰好處於過渡態時的圖象。分子中原子發生一次典型的振動所耗時間為10 ~ 100fs,化學反應應該與這種分子中的原子振動發生在相同的時間尺度上。
我們來簡單解釋一下這個過程:一場足球賽在電視上播放如果沒有進球的“慢鏡頭”將會是什麼情景? 觀察化學反應情況也是相似的。Zewail 教授正是用“慢鏡頭”(slow motion)研究化學反應過程,他所用的技術可稱為世界上最快的照相機。採用這種瞬間激光閃爍使我們進入了飛秒(femtoseconds , fs ,即10s)的時間尺度,這即是化學反應發生的實際歷經時間。這一物理化學領域被命名為“飛秒化學”(femtochemistry)、“飛秒檢測”(Femtosecond Inspection)。