Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Echipament general de laborator
- Instrumente analizor
- Echipamente de fizică atomică
- Echipamente de calcul și software
- Echipament electric
- Elemente de incalzire
- Aparate cu laser
- Procesarea și testarea materialelor
- Instrumente de măsurare
- Aparate de microscopie și imagistică
- Echipamente fotonice
- Echipament cu plasmă
- Echipamente semiconductoare
- Echipamente cu film subțire
Echipamentele găsite în laboratoarele de fizică variază în raport cu obiectivul cercetării. Aparatele din laboratoarele de fizică pot varia de la echilibre simple la lasere și instrumente de semiconductor specializate. Analiza de calcul și, prin urmare, echipamentele de calcul, au devenit de asemenea esențiale pentru cercetarea fizică. Aparatul de laborator fizic ajută la determinarea măsurătorilor, calibrării, variațiilor proprietăților fizice și preciziei.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Laboratoarele moderne de fizică conțin aparate utilizate pentru determinarea măsurătorilor, calibrării, analizei variațiilor și preciziei. Focusul cercetărilor de laborator determină aparatul necesar. Instrumentele variază de la echilibre și termometre simple la lasere avansate și echipamente semiconductoare.
Echipament general de laborator
Cele mai de bază echipamente de laborator de fizică includ hote de fum, birouri, mese, bănci și linii de gaz, apă și vid. Echipamentele de siguranță pot include mănuși, ochelari și stații de spălare a ochilor.
Instrumente analizor
Numeroase instrumente efectuează analize pe probe în laboratoarele de fizică. Unele exemple includ analizoare de impedanță, analizoare de particule, analizoare optice multicanal, analizoare de parametri cu semiconductor, analizoare de spectru, analizoare de tensiune de capacitate (CV) și difractometre cu raze X pentru caracterizarea materialelor cristaline și identificarea fazelor.
Echipamente de fizică atomică
Laboratoarele de fizică atomică conțin aparate unice. Acestea pot include spectroscopie de absorbție a saturației, pompare optică RF și RMN pulsat.
Echipamente de calcul și software
Laboratoarele de fizică se bazează foarte mult pe echipamente de calcul și software pentru analiza datelor. Pentru cercetarea în astrofizică, cosmologie și fizica astroparticulelor, sunt necesare calcule puternice și simulări. Unele tipuri de software utilizate în laboratoare includ MATLAB, Python, IDL, Mathematica, Fiji, Origin și LabView. Software-ul cantitativ de analiză a imaginilor și a datelor se dovedește neprețuit în laboratoarele de fizică. Pe lângă calculatoarele personale, 3D Ers, Arduinos și Raspberry Pis sunt dispozitive tehnologice utile.
Echipament electric
O serie de aparate ajută la lucrări electrice în laboratoarele de fizică. Pe lângă analizorul de CV, alte instrumente includ transformatoare variabile (variac), amplificatoare de blocare și actuatoare piezoelectrice. Multe aparate electrice, precum variac, necesită mănuși speciale din cauciuc pentru a proteja utilizatorul de înaltă tensiune periculoasă.
Elemente de incalzire
Ocazional laboratoarele de fizică necesită surse de căldură pentru experimente, în special pentru studiul termodinamicii. O placă fierbinte reprezintă cel mai simplu element de încălzire. Cuptoarele electrice sunt de asemenea predominante. În plus, cuptoarele cu gaz pot fi utilizate pentru a atinge temperaturi ridicate. Cuptoarele sub vid oferă posibilitatea de a usca reactivi. Mănuși și cârlige izolate de siguranță asigură protecția necesară pentru aceste aparate.
Aparate cu laser
Laserele HeNe sunt utilizate în experimentele optice. Acestea necesită ochelari de protecție pentru a proteja ochii. Alte aparate cu laser din laboratoarele de fizică includ lasere cuplate cu fibre, lasere cu diodă reglabilă, etaloane și dispozitive de direcție cu fascicul optic.
Procesarea și testarea materialelor
Probele brute sau fabricate în laboratorul de fizică merită diverse instrumente pentru prelucrare. Fizicienii folosesc uneori un mortar și un ciocan pentru a macina probe. Alte instrumente de prelucrare includ polizoare, mori de micronizare, sonicatoare, ultracentrifuge, instrumente de testare nanomecanice și alte aparate de testare a materialelor. O presă hidraulică și un set de matrițe din oțel inoxidabil pot fi utilizate la fabricarea probelor de peleți pentru măsurători ale proprietății.
Instrumente de măsurare
Laboratoarele de fizică necesită aparate pentru a asigura măsurători exacte. Chiar și bastoanele de metru joacă un rol. Instrumentele de măsurare suplimentare includ termometre, contoare electrice, balanțe electronice, profilometre de stylus, elipsometre și sisteme de măsurare a magnetostricției. Un echilibru analitic este utilizat pentru măsurătorile metodei în stare solidă.
Aparate de microscopie și imagistică
Microscoapele gestionează imagistica în laboratoarele de fizică. Laboratoarele de biofizică pot utiliza microscopuri fluorescente și microscopuri de câmp luminos. Materialele pot fi studiate cu microscopuri electronice de scanare, microscopuri fluorescente din foi de lumină, microscopuri holografice digitale și lentile reglabile electric.
Alte echipamente de imagini utilizate frecvent includ camere digitale și camere CMOS specializate de mare viteză.
Echipamente fotonice
În laboratoarele de biofizică, pensetele optice sunt utilizate pentru a manipula molecule individuale de ADN. Acestea ajută, de asemenea, la măsurarea forțelor bimoleculare.
Echipament cu plasmă
Laboratoarele care studiază dinamica ionică necesită echipamente specializate care pot include sonde Langmuir și emisive, substanțe de curățare a plasmei, echipamente de închidere plasmatică la temperaturi joase, grile de lansare a undelor și camere de implantare a ionilor cu sursă de plasmă (PSII). Camera PSII poate prelungi durata de viață a produsului.
Echipamente semiconductoare
Laboratoarele semiconductoare folosesc sisteme și dispozitive unice. Acestea includ sisteme de spectroscopie tranzitorie la nivel profund, conuri CLEO pentru detectoare de siliciu (care asigură răcire pentru electronice detector și suport pentru detectoare de siliciu), sisteme de sondă cu microunde, fotodioduri și amplificatoare optice.
Echipamente cu film subțire
Echipamentele cu film subțire din laboratoarele de fizică includ sistemul de sputtering cu fascicul dual de ioni, dispozitivele de filtrare și spectrometrul de masă ionică secundară (SIMS) SIMS analizează probele pentru compoziția izotopică cu precizie de până la 100 de părți pe milion.