Common Physics Laboratory Apparatus

Utstyret som finnes i fysikklaboratorier varierer i forhold til forskningsfokus. Apparat i fysikklaboratorier kan variere fra enkle balanser til lasere og spesialiserte halvlederinstrumenter. Beregningsanalyse, og derfor beregningsutstyr, har også blitt viktig for fysikkforskning. Fysikklaboratoriumapparater hjelper til med å bestemme målinger, kalibrering, fysiske egenskaper og presisjon.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Moderne fysikklaboratorier inneholder apparater som brukes til å bestemme målinger, kalibrering, variasjonsanalyse og presisjon. Fokus for laboratoriets forskning bestemmer det nødvendige apparatet. Instrumentene spenner fra enkle balanser og termometre til avanserte lasere og halvlederutstyr.

Det mest grunnleggende laboratorieutstyret for fysikk inkluderer avtrekksvifte, skrivebord, bord, benker og gass-, vann- og vakuumledninger. Sikkerhetsutstyr kan omfatte hansker, vernebriller og øyevaskestasjoner.

Mange instrumenter utfører analyser på prøver i fysikklaboratorier. Noen eksempler inkluderer impedansanalysatorer, partikkelanalysatorer, optiske flerkanalsanalysatorer, halvlederparameteranalysatorer, spektrumanalysatorer, kapasitansspenningsanalysatorer og røntgendiffraktometre for karakterisering av krystallinske materialer og identifisering faser.

Atomfysikklaboratorier inneholder unike apparater. Disse kan inkludere metningsabsorpsjonsspektroskopi, RF optisk pumping og pulsert NMR.

Fysikklaboratorier stoler sterkt på databehandlingsutstyr og programvare for analyse av data. For astrofysikk, kosmologi og astropartikkelfysikkforskning kreves kraftig databehandling og simuleringer. Noen vanlige typer programvare som brukes i laboratorier inkluderer:

• MATLAB
  
• Python
  
• IDL
  
• Mathematica
  
• Fiji
  
• Opprinnelse
  
• LabView

Kvantitativ programvare for bilde- og dataanalyse er uvurderlig i fysikklaboratorier. I tillegg til personlige datamaskiner er 3D-skrivere, Arduinos og Raspberry Pis nyttige teknologiske enheter.

En rekke apparater hjelper til med elektrisk arbeid i fysikklaboratorier. I tillegg til CV-analysatoren inkluderer andre instrumenter variable transformatorer (variacs), lock-in forsterkere og piezoelektriske aktuatorer. Mange elektriske apparater som variac krever spesielle gummihansker for å beskytte brukeren mot farlig høyspenning.

Noen ganger krever fysikklaboratorier varmekilder for eksperimenter, spesielt for termodynamikkstudier. En kokeplate representerer det enkleste varmeelementet. Elektriske ovner er også utbredt. I tillegg kan gassovner brukes til å nå høye temperaturer. Vakuumovner gir muligheten til å tørke reagenser. Isolerte vernehansker og tang gir nødvendig beskyttelse for dette apparatet.

HeNe-lasere brukes i optikkeksperimenter. Disse krever vernebriller for å beskytte øynene. Andre laserapparater i fysikklaboratorier inkluderer fiberkoblede lasere, avstembare diodelasere, etaloner og optiske strålestyringsenheter.

Rå eller produserte prøver i fysikklaboratoriet fortjener forskjellige verktøy for behandling. Fysikere bruker noen ganger mørtel og støter for å male prøver. Andre prosesseringsredskaper inkluderer poleringsmaskiner, mikroniseringsfabrikker, sonikatorer, ultrasentrifuger, nanomekaniske testinstrumenter og andre apparater for testing av materialer. En hydraulisk press og dysesett i rustfritt stål kan brukes til å lage pelletsprøver for måling av eiendom.

Fysikklaboratorier krever apparater for å sikre nøyaktige målinger. Selv målestokker spiller en rolle. Ytterligere måleverktøy inkluderer termometre, elektriske målere, elektroniske vekter, pekeprofilometer, ellipsometre og magnetostriksjonsmålesystemer. En analytisk balanse brukes til målinger av fast tilstandsmetoder.

Mikroskop håndterer bildebehandling i fysikklaboratorier. Biofysikklaboratorier kan bruke fluorescensmikroskop og lysfeltmikroskop. Materialer kan studeres med skannende elektronmikroskoper, lysarkfluorescensmikroskoper, digitale holografiske mikroskoper og elektrisk innstillbare linser.

Annet ofte brukt bildebehandlingsutstyr inkluderer digitale kameraer og spesialiserte høyhastighets CMOS-kameraer.

I biofysikklaboratorier brukes optiske pinsetter til å manipulere individuelle DNA-molekyler. Disse hjelper også til med å måle bimolekylære krefter.

Laboratorier som studerer ionedynamikk krever spesialutstyr som kan omfatte Langmuir og emissive sonder, plasma rengjøringsmidler, plasmainneslutningsutstyr ved lave temperaturer, bølgeavgivelsesnett og plasmakildeionimplantasjon (PSII) kamre. PSII-kammeret kan forlenge produktets levetid.

Halvlederlaboratorier bruker unike systemer og enheter. Disse inkluderer dypnivå forbigående spektroskopisystemer, CLEO-kjegler for silisiumdetektorer (som gir kjøling for detektorelektronikk og støtte for silisiumdetektorer), mikrobølgesondesystemer, fotodioder og optiske forsterkere.

Tynnfilmutstyr i fysikklaboratorier inkluderer dual ion beam sputtering system, filmetrics devices and secondary ion mass spectrometer (SIMS). SIMS analyserer prøveflekker for isotopisk sammensetning med presisjon opp til 100 deler per million.