Aparat comun de laborator pentru fizică

Echipamentele găsite în laboratoarele de fizică variază în raport cu obiectivul cercetării. Aparatele din laboratoarele de fizică pot varia de la balanțe simple la lasere și instrumente semiconductoare specializate. Analiza computațională și, prin urmare, echipamentul de calcul, a devenit, de asemenea, esențială pentru cercetarea fizică. Aparatele de laborator de fizică ajută la determinarea măsurătorilor, calibrării, variațiilor de proprietate fizică și precizie.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

Laboratoarele moderne de fizică conțin aparate utilizate pentru determinarea măsurătorilor, calibrării, analizei variațiilor și preciziei. Centrul de cercetare al laboratorului determină aparatul necesar. Instrumentele variază de la balanțe simple și termometre la lasere avansate și echipamente semiconductoare.

Cele mai elementare echipamente de laborator de fizică includ hote de fum, birouri, mese, bănci și conducte de gaz, apă și vid. Echipamentul de siguranță poate include mănuși, ochelari de protecție și stații de spălare a ochilor.

Numeroase instrumente efectuează analize pe probe din laboratoarele de fizică. Unele exemple includ analizoare de impedanță, analizoare de particule, analizoare optice multicanal, analizoare de parametri semiconductori, analizoare de spectru, analizoare de capacitate-tensiune (CV) și difractometre cu raze X pentru caracterizarea materialelor cristaline și identificarea faze.

Laboratoarele de fizică atomică conțin aparate unice. Acestea pot include spectroscopie de absorbție a saturației, pompare optică RF și RMN pulsată.

Laboratoarele de fizică se bazează foarte mult pe echipamente de calcul și software pentru analiza datelor. Pentru cercetarea astrofizicii, cosmologiei și fizicii astroparticulelor, sunt necesare calcule puternice și simulări. Unele tipuri comune de software utilizate în laboratoare includ:

• MATLAB
  
• Piton
  
• IDL
  
• Mathematica
  
• Fiji
  
• Origine
  
• LabView

Software-ul cantitativ de analiză a imaginilor și a datelor se dovedește neprețuit în laboratoarele de fizică. Pe lângă computerele personale, imprimantele 3D, Arduinos și Raspberry Pis sunt dispozitive tehnologice utile.

Un număr de aparate ajută la lucrul electric în laboratoarele de fizică. În plus față de analizorul CV, alte instrumente includ transformatoare variabile (variaci), amplificatoare de blocare și actuatoare piezoelectrice. Multe aparate electrice, cum ar fi variac, necesită mănuși speciale din cauciuc pentru a proteja utilizatorul de tensiunea înaltă periculoasă.

Ocazional, laboratoarele de fizică necesită surse de căldură pentru experimente, în special pentru studiul de termodinamică. O placă fierbinte reprezintă cel mai simplu element de încălzire. Cuptoarele electrice sunt, de asemenea, răspândite. În plus, cuptoarele cu gaz pot fi utilizate pentru a atinge temperaturi ridicate. Cuptoarele cu vid oferă capacitatea de a usca reactivii. Mănușile și cleștele de siguranță izolate asigură protecția necesară acestor aparate.

Laserele HeNe sunt utilizate în experimentele de optică. Acestea necesită ochelari de protecție pentru a proteja ochii. Alte aparate laser din laboratoarele de fizică includ lasere cuplate cu fibre, lasere cu diode reglabile, etaloane și dispozitive de direcție cu fascicul optic.

Probele brute sau fabricate în laboratorul de fizică merită diverse instrumente pentru prelucrare. Fizicienii folosesc uneori un mortar și un pistil pentru a măcina probele. Alte instrumente de prelucrare includ lustruitoare, fabrici de micronizare, sonicatoare, ultracentrifuge, instrumente de testare nanomecanice și aparate de testare a altor materiale. O presă hidraulică și un set de matrițe din oțel inoxidabil pot fi utilizate la realizarea probelor de pelete pentru măsurarea proprietății.

Laboratoarele de fizică necesită aparate pentru a asigura măsurători precise. Chiar și betisoarele joacă un rol. Unelte de măsurare suplimentare includ termometre, contoare electrice, balanțe electronice, profilometre cu stilou, elipsometre și sisteme de măsurare a magnetostricției. Un echilibru analitic este utilizat pentru măsurătorile metodei în stare solidă.

Microscoapele se ocupă de imagistica în laboratoarele de fizică. Laboratoarele de biofizică pot folosi microscopuri cu fluorescență și microscopuri cu câmp luminos. Materialele pot fi studiate cu microscopuri electronice de scanare, microscopuri cu fluorescență cu foi luminoase, microscopuri holografice digitale și lentile reglabile electric.

Alte echipamente de imagine utilizate în mod obișnuit includ camere digitale și camere specializate CMOS de mare viteză.

În laboratoarele de biofizică, pensetele optice sunt utilizate pentru a manipula molecule individuale de ADN. Acestea ajută și la măsurarea forțelor bimoleculare.

Laboratoarele care studiază dinamica ionilor necesită echipamente specializate care pot include Langmuir și sonde emisive, plasmă produse de curățat, echipamente de confinare cu plasmă la temperatură scăzută, grile de lansare a undelor și implantare de ioni de sursă de plasmă (PSII) camere. Camera PSII poate prelungi durata de viață a produsului.

Laboratoarele semiconductoare folosesc sisteme și dispozitive unice. Acestea includ sisteme de spectroscopie tranzitorie la nivel profund, conuri CLEO pentru detectoare de siliciu (care asigură răcirea pentru electronice pentru detectoare și suport pentru detectoare de siliciu), sisteme de sondă cu microunde, fotodiode și amplificatoare optice.

Echipamentele cu film subțire din laboratoarele de fizică includ sistemul de pulverizare cu fascicul de ioni dubli, dispozitive de filmetrie și spectrometru secundar de masă ionic (SIMS). SIMS analizează pete de eșantionare pentru compoziția izotopică cu precizie de până la 100 de părți pe milion.