Udstyret findes i fysiklaboratorier varierer i forhold til forskningsfokus. Apparater i fysiklaboratorier kan variere fra enkle vægte til lasere og specialiserede halvlederinstrumenter. Beregningsanalyse og derfor beregningsudstyr er også blevet afgørende for fysikforskning. Fysiklaboratoriumapparater hjælper med at bestemme målinger, kalibrering, fysiske egenskabsvariationer og præcision.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Moderne fysiklaboratorier indeholder apparater, der anvendes til bestemmelse af målinger, kalibrering, variationer og præcision. Fokus for laboratoriets forskning bestemmer det nødvendige apparat. Instrumenter spænder fra enkle vægte og termometre til avancerede lasere og halvlederudstyr.
Generelt laboratorieudstyr
Det mest basale laboratorieudstyr til fysik inkluderer stinkskabe, skriveborde, borde, bænke og gas-, vand- og vakuumledninger. Sikkerhedsudstyr kan omfatte handsker, beskyttelsesbriller og øjenskyllestationer.
Analyserinstrumenter
Talrige instrumenter udfører analyse af prøver i fysiklaboratorier. Nogle eksempler inkluderer impedansanalysatorer, partikelanalysatorer, optiske multikanalanalysatorer, halvlederparameteranalysatorer, spektrumanalysatorer, kapacitansspændingsanalysatorer og røntgendiffraktometre til karakterisering af krystallinske materialer og identifikation faser.
Atomisk fysikudstyr
Atomfysiklaboratorier indeholder unikke apparater. Disse kan omfatte mætningsabsorptionsspektroskopi, RF optisk pumpning og pulserende NMR.
Computere og software
Fysiklaboratorier er stærkt afhængige af computerudstyr og software til analyse af data. Til astrofysik, kosmologi og astropartikelfysikforskning kræves kraftfuld computing og simuleringer. Nogle almindelige typer software, der bruges i laboratorier, inkluderer:
- MATLAB
- Python
- IDL
- Mathematica
- Fiji
- Oprindelse
- LabView
Kvantitativ billed- og dataanalysesoftware viser sig at være uvurderlig i fysiklaboratorier. Ud over personlige computere er 3D-printere, Arduinos og Raspberry Pis nyttige teknologiske enheder.
Elektrisk udstyr
En række apparater hjælper med elektrisk arbejde i fysiklaboratorier. Ud over CV-analysatoren inkluderer andre instrumenter variable transformere (variacs), lock-in forstærkere og piezoelektriske aktuatorer. Mange elektriske apparater såsom variac kræver specielle gummihandsker for at beskytte brugeren mod farlig højspænding.
Varmeelementer
Lejlighedsvis kræver fysiklaboratorier varmekilder til eksperimenter, især til termodynamikundersøgelse. En varmeplade repræsenterer det enkleste varmeelement. Elektriske ovne er også udbredt. Derudover kan gasovne bruges til at nå høje temperaturer. Vakuumovne giver mulighed for at tørre reagenser. Isolerede sikkerhedshandsker og tang giver den nødvendige beskyttelse til dette apparat.
Laserapparat
HeNe-lasere bruges i optiske eksperimenter. Disse kræver beskyttelsesbriller for at beskytte øjnene. Andre laserapparater i fysiklaboratorier inkluderer fiberkoblede lasere, justerbare diodelasere, etaloner og optiske strålestyringsanordninger.
Materialebehandling og testning
Rå eller fremstillede prøver i fysiklaboratoriet fortjener forskellige værktøjer til behandling. Fysikere bruger undertiden en mørtel og en støder til at male prøver. Andre procesredskaber inkluderer poleringsmaskiner, mikroniseringsfabrikker, sonikatorer, ultracentrifuger, nanomekaniske testinstrumenter og andre apparater til test af materialer. En hydraulisk presse og matrisesæt i rustfrit stål kan bruges til at fremstille pilleprøver til målinger af egenskaber.
Måleværktøjer
Fysiklaboratorier kræver apparater for at sikre nøjagtige målinger. Selv målere spiller en rolle. Yderligere måleværktøjer inkluderer termometre, elektriske målere, elektroniske vægte, stylusprofilometre, ellipsometre og magnetostriktionsmålesystemer. En analytisk balance anvendes til målinger af faststofmetoder.
Mikroskopi og billeddannelsesapparat
Mikroskoper håndterer billeddannelsen i fysiklaboratorier. Biofysiklaboratorier kan bruge fluorescensmikroskoper og lyse feltmikroskoper. Materialer kan studeres med scanningelektronmikroskoper, lysarkfluorescensmikroskoper, digitale holografiske mikroskoper og elektrisk indstillelige linser.
Andet almindeligt anvendt billedbehandlingsudstyr inkluderer digitale kameraer og specialiserede CMOS-kameraer med høj hastighed.
Fotonikudstyr
I biofysiklaboratorier anvendes optiske pincet til at manipulere individuelle DNA-molekyler. Disse hjælper også med at måle bimolekylære kræfter.
Plasmaudstyr
Laboratorier, der studerer iondynamik, kræver specialudstyr, der kan omfatte plasma fra Langmuir og emissive sonder rengøringsmidler, lavtemperaturudstyr til plasmaindeslutning, bølgeudskydningsnet og plasmakildeionimplantation (PSII) kamre. PSII-kammeret kan forlænge produktets levetid.
Halvlederudstyr
Halvlederlaboratorier bruger unikke systemer og enheder. Disse inkluderer dybtgående transiente spektroskopisystemer, CLEO-kegler til siliciumdetektorer (som giver køling til detektorelektronik og support til siliciumdetektorer), mikrobølgesondesystemer, fotodioder og optiske forstærkere.
Tyndt filmudstyr
Tyndfilmudstyr i fysiklaboratorier inkluderer dobbelt ionstråleforstøvningssystem, filmetriske enheder og sekundært ionmassespektrometer (SIMS). SIMS analyserer prøvepletter for isotopisk sammensætning med præcision op til 100 dele pr. Million.