Оборудването, открито във физическите лаборатории, варира в зависимост от фокуса на изследванията. Апаратите във физическите лаборатории могат да варират от прости везни до лазери и специализирани полупроводникови инструменти. Изчислителният анализ и следователно изчислителното оборудване също са станали съществени за физическите изследвания. Физическият лабораторен апарат помага при определяне на измервания, калибриране, вариации на физическите свойства и точност.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Съвременните физически лаборатории съдържат апарати, използвани за определяне на измервания, калибриране, анализ на вариациите и точност. Фокусът на лабораторните изследвания определя необходимия апарат. Инструментите варират от прости везни и термометри до модерни лазери и полупроводниково оборудване.
Общо лабораторно оборудване
Най-основното физическо лабораторно оборудване включва аспиратори, бюра, маси, пейки и газопроводи, вода и вакуумни тръбопроводи. Предпазното оборудване може да включва ръкавици, очила и станции за измиване на очи.
Инструменти за анализатор
Многобройни инструменти извършват анализ на проби във физически лаборатории. Някои примери включват анализатори на импеданс, анализатори на частици, оптични многоканални анализатори, полупроводникови анализатори на параметри, анализатори на спектъра, анализатори на капацитет-напрежение (CV) и рентгенови дифрактометри за характеризиране на кристални материали и идентифициране фази.
Оборудване за атомна физика
Лабораториите по атомна физика съдържат уникален апарат. Те могат да включват наситена абсорбционна спектроскопия, RF оптично изпомпване и импулсен NMR.
Изчислително оборудване и софтуер
Физическите лаборатории разчитат основно на изчислително оборудване и софтуер за анализ на данни. За изследванията на астрофизиката, космологията и физиката на астрочастиците са необходими мощни изчисления и симулации. Някои често срещани видове софтуер, използван в лаборатории, включват:
- MATLAB
- Python
- IDL
- Математика
- Фиджи
- Произход
- LabView
Количественият софтуер за анализ на изображения и данни се оказва безценен във физическите лаборатории. В допълнение към персоналните компютри, 3D принтерите, Arduinos и Raspberry Pis са полезни технологични устройства.
Електрическо оборудване
Редица апарати помагат при електрическите работи във физическите лаборатории. В допълнение към CV анализатора, други инструменти включват променливи трансформатори (variacs), заключващи усилватели и пиезоелектрични задвижващи механизми. Много електрически апарати като вариака изискват специални гумени ръкавици, за да предпазят потребителя от опасно високо напрежение.
Нагревателни елементи
Понякога физическите лаборатории изискват източници на топлина за експерименти, особено за изследване на термодинамиката. Нагревателната плоча представлява най-простият нагревателен елемент. Преобладават и електрическите пещи. Освен това газови пещи могат да се използват за достигане на високи температури. Вакуумните пещи осигуряват способността за изсушаване на реагентите. Изолираните предпазни ръкавици и щипки осигуряват необходимата защита за тези апарати.
Лазерен апарат
HeNe лазерите се използват в оптични експерименти. Те изискват предпазни очила за защита на очите. Други лазерни апарати във физическите лаборатории включват лазери, свързани с влакна, регулируеми диодни лазери, еталони и устройства за управление на оптични лъчи.
Обработка и изпитване на материали
Суровите или произведените проби във физическата лаборатория заслужават различни инструменти за обработка. Понякога физиците използват хоросан и пестик за смилане на проби. Други приспособления за обработка включват полиращи машини, микронизиращи мелници, соникатори, ултрацентрифуги, наномеханични инструменти за изпитване и други апарати за изпитване на материали. Хидравлична преса и комплект матрици от неръждаема стомана могат да бъдат използвани при направата на проби от пелети за измерване на свойствата.
Инструменти за измерване
Физическите лаборатории изискват апарати, за да осигурят точни измервания. Дори метровите пръчки играят роля. Допълнителните измервателни инструменти включват термометри, електрически измервателни уреди, електронни везни, стилографски профилометри, елипсометри и системи за измерване на магнитострикцията. Аналитична везна се използва за измервания в твърдо състояние.
Апарати за микроскопия и изображения
Микроскопите се справят с изображенията във физическите лаборатории. Лабораториите по биофизика могат да използват флуоресцентни микроскопи и микроскопи с ярко поле. Материалите могат да се изучават със сканиращи електронни микроскопи, флуоресцентни микроскопи със светлинен лист, цифрови холографски микроскопи и електрически регулируеми лещи.
Друго често използвано оборудване за изображения включва цифрови камери и специализирани високоскоростни CMOS камери.
Оборудване за фотоника
В лабораториите по биофизика оптичните пинсети се използват за манипулиране на отделни молекули на ДНК. Те също помагат за измерване на бимолекулни сили.
Плазмено оборудване
Лабораториите, изучаващи йонната динамика, изискват специализирано оборудване, което може да включва Langmuir и излъчващи сонди, плазма почистващи препарати, оборудване за задържане на плазма с ниска температура, решетки за изстрелване на вълни и имплантиране на йони на плазмен източник (PSII) камери. Камерата PSII може да удължи живота на продукта.
Полупроводниково оборудване
Полупроводниковите лаборатории използват уникални системи и устройства. Те включват преходни спектроскопични системи на дълбоко ниво, CLEO конуси за силициеви детектори (които осигуряват охлаждане за детекторна електроника и поддръжка на силициеви детектори), микровълнови сондови системи, фотодиоди и оптични усилватели.
Тънкослойно оборудване
Тънкослойното оборудване във физическите лаборатории включва система за разпрашаване с двойни йонни лъчи, филметрични устройства и вторичен йонен масспектрометър (SIMS). SIMS анализира пробни петна за изотопен състав с точност до 100 части на милион.