Aparato de laboratorio de física común

El equipo que se encuentra en los laboratorios de física varía en relación con el enfoque de la investigación. Los aparatos de los laboratorios de física pueden variar desde simples balanzas hasta láseres e instrumentos semiconductores especializados. El análisis computacional, y por lo tanto el equipo de computación, también se ha vuelto esencial para la investigación en física. Los aparatos de laboratorio de física ayudan a determinar medidas, calibración, variaciones de propiedades físicas y precisión.

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Los laboratorios de física modernos contienen aparatos utilizados para determinar medidas, calibración, análisis de variaciones y precisión. El foco de la investigación del laboratorio determina el aparato requerido. Los instrumentos van desde simples balanzas y termómetros hasta láseres avanzados y equipos semiconductores.

El equipo de laboratorio de física más básico incluye campanas de extracción, escritorios, mesas, bancos y líneas de gas, agua y vacío. El equipo de seguridad puede incluir guantes, gafas protectoras y estaciones de lavado de ojos.

Numerosos instrumentos realizan análisis de muestras en laboratorios de física. Algunos ejemplos incluyen analizadores de impedancia, analizadores de partículas, analizadores ópticos multicanal, analizadores de parámetros de semiconductores, analizadores de espectro, analizadores de capacitancia-voltaje (CV) y difractómetros de rayos X para caracterizar materiales cristalinos e identificar etapas.

Los laboratorios de física atómica contienen aparatos únicos. Estos pueden incluir espectroscopia de absorción de saturación, bombeo óptico de RF y RMN pulsada.

Los laboratorios de física dependen en gran medida de equipos y software informáticos para el análisis de datos. Para la investigación en astrofísica, cosmología y física de astropartículas, se requieren cálculos y simulaciones potentes. Algunos tipos comunes de software que se utilizan en los laboratorios incluyen:

• MATLAB
  
• Pitón
  
• IDL
  
• Mathematica
  
• Fiyi
  
• Origen
  
• LabView

El software de análisis cuantitativo de imágenes y datos resulta invaluable en los laboratorios de física. Además de las computadoras personales, las impresoras 3D, Arduinos y Raspberry Pis son dispositivos tecnológicos útiles.

Varios aparatos ayudan en el trabajo eléctrico en los laboratorios de física. Además del analizador de CV, otros instrumentos incluyen transformadores variables (variacs), amplificadores de bloqueo y actuadores piezoeléctricos. Muchos aparatos eléctricos como el variac requieren guantes de goma especiales para proteger al usuario de un alto voltaje peligroso.

Ocasionalmente, los laboratorios de física requieren fuentes de calor para experimentos, particularmente para el estudio de termodinámica. Una placa calefactora representa el elemento calefactor más simple. Los hornos eléctricos también son frecuentes. Además, se pueden utilizar hornos de gas para alcanzar altas temperaturas. Los hornos de vacío proporcionan la capacidad de secar reactivos. Los guantes de seguridad aislados y las tenazas proporcionan la protección necesaria para estos aparatos.

Los láseres HeNe se utilizan en experimentos de óptica. Estos requieren gafas de seguridad para proteger los ojos. Otros aparatos láser en los laboratorios de física incluyen láseres acoplados por fibra, láseres de diodos sintonizables, etalones y dispositivos de dirección de haz óptico.

Las muestras en bruto o fabricadas en el laboratorio de física ameritan diversas herramientas para su procesamiento. Los físicos a veces usan un mortero para moler muestras. Otros implementos de procesamiento incluyen pulidores, molinos de micronización, sonicadores, ultracentrífugas, instrumentos de prueba nanomecánicos y otros aparatos de prueba de materiales. Se puede usar una prensa hidráulica y un juego de matrices de acero inoxidable para hacer muestras de pellets para mediciones de propiedades.

Los laboratorios de física requieren aparatos para garantizar mediciones precisas. Incluso los medidores juegan un papel. Las herramientas de medición adicionales incluyen termómetros, medidores eléctricos, balanzas electrónicas, perfilómetros de aguja, elipsómetros y sistemas de medición de magnetoestricción. Se utiliza una balanza analítica para las mediciones del método de estado sólido.

Los microscopios manejan las imágenes en los laboratorios de física. Los laboratorios de biofísica pueden utilizar microscopios de fluorescencia y microscopios de campo brillante. Los materiales se pueden estudiar con microscopios electrónicos de barrido, microscopios de fluorescencia de hoja de luz, microscopios holográficos digitales y lentes sintonizables eléctricamente.

Otros equipos de imágenes de uso común incluyen cámaras digitales y cámaras CMOS de alta velocidad especializadas.

En los laboratorios de biofísica, se utilizan pinzas ópticas para manipular moléculas individuales de ADN. Estos también ayudan a medir las fuerzas bimoleculares.

Los laboratorios que estudian la dinámica iónica requieren equipos especializados que pueden incluir Langmuir y sondas emisivas, plasma limpiadores, equipos de confinamiento de plasma de baja temperatura, rejillas de lanzamiento de ondas e implantación de iones de fuente de plasma (PSII) cámaras. La cámara PSII puede prolongar la vida útil del producto.

Los laboratorios de semiconductores utilizan sistemas y dispositivos únicos. Estos incluyen sistemas de espectroscopia transitoria de nivel profundo, conos CLEO para detectores de silicio (que proporcionan enfriamiento para electrónica del detector y soporte para detectores de silicio), sistemas de sondas de microondas, fotodiodos y amplificadores ópticos.

El equipo de película delgada en los laboratorios de física incluye el sistema de pulverización catódica de doble haz de iones, dispositivos de filmetría y espectrómetro de masas de iones secundarios (SIMS). El SIMS analiza los puntos de muestra para determinar la composición isotópica con una precisión de hasta 100 partes por millón.