Os equipamentos encontrados nos laboratórios de física variam em relação ao foco da pesquisa. Os aparelhos em laboratórios de física podem variar de balanças simples a lasers e instrumentos semicondutores especializados. A análise computacional e, portanto, o equipamento de computação, também se tornou essencial para a pesquisa em física. Aparelhos de laboratório de física auxiliam na determinação de medições, calibração, variações de propriedades físicas e precisão.
TL; DR (muito longo; Não li)
Os laboratórios de física modernos contêm aparelhos usados na determinação de medições, calibração, análise de variações e precisão. O foco da pesquisa do laboratório determina o aparato necessário. Os instrumentos variam de balanças e termômetros simples a lasers avançados e equipamentos semicondutores.
Equipamento geral de laboratório
O equipamento mais básico do laboratório de física inclui exaustores, escrivaninhas, mesas, bancos e linhas de gás, água e vácuo. Os equipamentos de segurança podem incluir luvas, óculos e estações para lavagem dos olhos.
Instrumentos Analisadores
Numerosos instrumentos realizam análises em amostras em laboratórios de física. Alguns exemplos incluem analisadores de impedância, analisadores de partículas, analisadores ópticos multicanais, analisadores de parâmetros de semicondutores, analisadores de espectro, analisadores de capacitância-voltagem (CV) e difratômetros de raios-X para caracterizar materiais cristalinos e identificar fases.
Equipamento de Física Atômica
Os laboratórios de física atômica contêm aparelhos únicos. Estes podem incluir espectroscopia de absorção de saturação, bombeamento óptico de RF e NMR pulsado.
Equipamento Informático e Software
Os laboratórios de física dependem fortemente de equipamentos de computação e software para análise de dados. Para pesquisas em astrofísica, cosmologia e astropartícula física, são necessárias computação e simulações poderosas. Alguns tipos comuns de software usados em laboratórios incluem:
- MATLAB
- Pitão
- IDL
- Mathematica
- Fiji
- Origem
- LabView
O software de análise quantitativa de imagens e dados tem um valor inestimável em laboratórios de física. Além de computadores pessoais, impressoras 3D, Arduinos e Raspberry Pis são dispositivos tecnológicos úteis.
Equipamento elétrico
Vários aparelhos auxiliam no trabalho elétrico em laboratórios de física. Além do analisador de CV, outros instrumentos incluem transformadores variáveis (variacs), amplificadores lock-in e atuadores piezoelétricos. Muitos aparelhos elétricos, como o variac, requerem luvas de borracha especiais para proteger o usuário de alta tensão perigosa.
Elementos de aquecimento
Ocasionalmente, laboratórios de física requerem fontes de calor para experimentos, principalmente para estudos de termodinâmica. Uma placa quente representa o elemento de aquecimento mais simples. Os fornos elétricos também são predominantes. Além disso, os fornos a gás podem ser usados para atingir altas temperaturas. Os fornos a vácuo fornecem a capacidade de secar reagentes. Luvas de segurança e pinças isoladas fornecem a proteção necessária para esses aparelhos.
Aparelho Laser
Os lasers HeNe são usados em experimentos ópticos. Estes requerem óculos de segurança para proteger os olhos. Outros aparelhos de laser em laboratórios de física incluem lasers de fibra acoplada, lasers de diodo sintonizáveis, etalons e dispositivos de direção de feixe óptico.
Processamento e teste de materiais
Amostras brutas ou manufaturadas no laboratório de física merecem várias ferramentas para processamento. Os físicos às vezes usam um almofariz e pilão para moer as amostras. Outros implementos de processamento incluem polidores, moinhos de micronização, sonicadores, ultracentrífugas, instrumentos de teste nanomecânicos e outros aparelhos de teste de materiais. Uma prensa hidráulica e um conjunto de moldes de aço inoxidável podem ser usados na fabricação de amostras de pelotas para medições de propriedades.
Ferramentas de medição
Os laboratórios de física requerem aparelhos para garantir medições precisas. Até mesmo as varetas métricas desempenham um papel. Ferramentas de medição adicionais incluem termômetros, medidores elétricos, balanças eletrônicas, profilômetros de caneta, elipsômetros e sistemas de medição de magnetostrição. Uma balança analítica é usada para medições de método de estado sólido.
Aparelho de microscopia e imagem
Os microscópios tratam da imagem em laboratórios de física. Os laboratórios de biofísica podem usar microscópios de fluorescência e microscópios de campo claro. Os materiais podem ser estudados com microscópios eletrônicos de varredura, microscópios de fluorescência de folha de luz, microscópios holográficos digitais e lentes eletricamente ajustáveis.
Outros equipamentos de imagem comumente usados incluem câmeras digitais e câmeras CMOS especializadas de alta velocidade.
Equipamento Fotônico
Em laboratórios de biofísica, pinças ópticas são usadas para manipular moléculas individuais de DNA. Eles também auxiliam na medição das forças bimoleculares.
Equipamento Plasma
Laboratórios que estudam dinâmica de íons requerem equipamentos especializados que podem incluir Langmuir e sondas emissivas, plasma limpadores, equipamentos de confinamento de plasma de baixa temperatura, grades de lançamento de ondas e implantação de íons de fonte de plasma (PSII) câmaras. A câmara PSII pode estender a vida útil do produto.
Equipamento Semicondutor
Os laboratórios de semicondutores usam sistemas e dispositivos exclusivos. Estes incluem sistemas de espectroscopia transiente de nível profundo, cones CLEO para detectores de silício (que fornecem resfriamento para eletrônica de detectores e suporte para detectores de silício), sistemas de sonda de micro-ondas, fotodiodos e amplificadores ópticos.
Equipamento de Filme Fino
O equipamento de filme fino em laboratórios de física inclui o sistema de sputtering de feixe de íons duplo, dispositivos de filmetria e espectrômetro de massa de íons secundários (SIMS). O SIMS analisa pontos de amostra para composição isotópica com precisão de até 100 partes por milhão.