جهاز مختبر الفيزياء المشترك

تختلف المعدات الموجودة في مختبرات الفيزياء فيما يتعلق بتركيز البحث. قد تتراوح الأجهزة في مختبرات الفيزياء من موازين بسيطة إلى أجهزة الليزر وأجهزة أشباه الموصلات المتخصصة. أصبح التحليل الحسابي ، وبالتالي معدات الحساب ، ضروريًا أيضًا لأبحاث الفيزياء. يساعد جهاز مختبر الفيزياء في تحديد القياسات والمعايرة وتغيرات الخصائص الفيزيائية والدقة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

تحتوي مختبرات الفيزياء الحديثة على أجهزة تستخدم في تحديد القياسات والمعايرة وتحليل المتغيرات والدقة. يحدد محور بحث المختبر الجهاز المطلوب. تتراوح الأدوات من الموازين البسيطة ومقاييس الحرارة إلى أجهزة الليزر وأشباه الموصلات المتقدمة.

تشمل أبسط معدات مختبر الفيزياء أغطية الدخان والمكاتب والطاولات والمقاعد وخطوط الغاز والمياه والفراغ. قد تشمل معدات السلامة القفازات والنظارات الواقية ومحطات غسل العين.

تقوم العديد من الأدوات بتحليل العينات في مختبرات الفيزياء. تتضمن بعض الأمثلة محللات المعاوقة ، ومحللات الجسيمات ، والمحللات الضوئية متعددة القنوات ، ومحللات معلمات أشباه الموصلات ، محللات الطيف ، ومحللات السعة والجهد (CV) ، ومقاييس حيود الأشعة السينية لتوصيف المواد البلورية وتحديد المراحل.

تحتوي مختبرات الفيزياء الذرية على أجهزة فريدة من نوعها. قد يشمل ذلك التحليل الطيفي لامتصاص التشبع والضخ البصري للترددات الراديوية والرنين المغناطيسي النووي النبضي.

تعتمد مختبرات الفيزياء بشكل كبير على المعدات الحاسوبية والبرمجيات لتحليل البيانات. بالنسبة لأبحاث الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية ، يلزم وجود حوسبة ومحاكاة قوية. تتضمن بعض أنواع البرامج الشائعة المستخدمة في المعامل ما يلي:

• ماتلاب
  
• بايثون
  
• IDL
  
• الرياضيات
  
• فيجي
  
• أصل
  
• LabView

أثبتت برامج تحليل الصور والبيانات الكمية أنها لا تقدر بثمن في مختبرات الفيزياء. بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، تعد الطابعات ثلاثية الأبعاد و Arduinos و Raspberry Pis من الأجهزة التكنولوجية المفيدة.

عدد من الأجهزة المساعدة في الأعمال الكهربائية في معامل الفيزياء. بالإضافة إلى محلل السيرة الذاتية ، تشتمل الأدوات الأخرى على محولات متغيرة (متغيرات) ومضخمات قفل ومشغلات كهرضغطية. تتطلب العديد من الأجهزة الكهربائية مثل فاريا قفازات مطاطية خاصة لحماية المستخدم من الجهد العالي الخطير.

تتطلب مختبرات الفيزياء أحيانًا مصادر حرارة لإجراء التجارب ، خاصةً لدراسة الديناميكا الحرارية. يمثل الصفيحة الساخنة أبسط عنصر تسخين. كما تنتشر الأفران الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام أفران الغاز للوصول إلى درجات حرارة عالية. توفر أفران التفريغ القدرة على تجفيف الكواشف. توفر قفازات وملاقط الأمان المعزولة الحماية اللازمة لهذه الأجهزة.

يتم استخدام ليزر HeNe في تجارب البصريات. هذه تتطلب نظارات واقية لحماية العينين. تشتمل أجهزة الليزر الأخرى في مختبرات الفيزياء على الليزر المقترن بالألياف ، وأشعة الليزر ذات الصمام الثنائي القابل للضبط ، والإيتالونات وأجهزة توجيه الحزمة الضوئية.

العينات الخام أو المصنعة في معمل الفيزياء تستحق أدوات مختلفة للمعالجة. يستخدم الفيزيائيون أحيانًا الهاون والمدقة لطحن العينات. تشمل أدوات المعالجة الأخرى أدوات التلميع ، والمطاحن الدقيقة ، وأجهزة الصوتيات ، وأجهزة الطرد المركزي الفائقة ، وأدوات الاختبار الميكانيكية النانوية وأجهزة اختبار المواد الأخرى. يمكن استخدام مكبس هيدروليكي ومجموعة قوالب من الفولاذ المقاوم للصدأ في صنع عينات الحبيبات لقياسات الممتلكات.

تتطلب مختبرات الفيزياء جهازًا لضمان قياسات دقيقة. حتى العصي المترية تلعب دورًا. تشمل أدوات القياس الإضافية موازين الحرارة ، والعدادات الكهربائية ، والموازين الإلكترونية ، ومقاييس الملامح ، ومقاييس القطع الناقص وأنظمة قياس الانكماش المغناطيسي. يستخدم الميزان التحليلي لقياسات طريقة الحالة الصلبة.

تتعامل المجاهر مع التصوير في مختبرات الفيزياء. قد تستخدم مختبرات الفيزياء الحيوية مجاهر مضان ومجاهر مجال ساطع. يمكن دراسة المواد باستخدام المجاهر الإلكترونية الماسحة ، ومجاهر الألواح الضوئية الفلورية ، والمجاهر الرقمية المجسمة والعدسات القابلة للضبط كهربائيًا.

تشمل معدات التصوير الأخرى الشائعة الاستخدام الكاميرات الرقمية وكاميرات CMOS عالية السرعة المتخصصة.

في مختبرات الفيزياء الحيوية ، تُستخدم ملاقط بصرية لمعالجة الجزيئات الفردية للحمض النووي. هذه تساعد أيضًا في قياس القوى ثنائية الجزيء.

تتطلب المعامل التي تدرس ديناميات الأيونات معدات متخصصة قد تشمل لانجميور ومجسات انبعاثية ، بلازما المنظفات ومعدات عزل البلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة وشبكات إطلاق الأمواج وغرس أيونات مصدر البلازما (PSII) الغرف. غرفة PSII يمكنها إطالة عمر المنتج.

تستخدم مختبرات أشباه الموصلات أنظمة وأجهزة فريدة. وتشمل هذه الأنظمة المطيافية العابرة عميقة المستوى ، ومخاريط CLEO لكاشفات السيليكون (التي توفر التبريد لـ إلكترونيات الكاشف ودعم كاشفات السيليكون) وأنظمة مسبار الميكروويف والصمامات الضوئية والمضخمات الضوئية.

تشتمل معدات الأغشية الرقيقة في مختبرات الفيزياء على نظام رش شعاع الأيونات المزدوج ، وأجهزة قياس الأفلام ، ومقياس طيف كتلة الأيونات الثانوي (SIMS). يحلل نظام SIMS بقع العينات للتكوين النظيري بدقة تصل إلى 100 جزء في المليون.