Общий лабораторный аппарат физики

Оборудование, находящееся в физических лабораториях, варьируется в зависимости от направленности исследований. Аппаратура в физических лабораториях может варьироваться от простых весов до лазеров и специализированных полупроводниковых приборов. Вычислительный анализ и, следовательно, вычислительное оборудование также стали важными для физических исследований. Аппаратура лаборатории физики помогает в определении измерений, калибровке, изменениях физических свойств и точности.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

В современных физических лабораториях есть аппаратура, используемая для определения измерений, калибровки, анализа вариаций и точности. Направленность исследований лаборатории определяет необходимое оборудование. Инструменты варьируются от простых весов и термометров до современных лазеров и полупроводникового оборудования.

Основное лабораторное оборудование по физике включает вытяжные шкафы, столы, столы, скамейки и газовые, водяные и вакуумные линии. Защитное снаряжение может включать перчатки, защитные очки и приспособления для промывания глаз.

Многочисленные инструменты выполняют анализ образцов в физических лабораториях. Некоторые примеры включают анализаторы импеданса, анализаторы частиц, оптические многоканальные анализаторы, анализаторы параметров полупроводников, анализаторы спектра, анализаторы емкости-напряжения (CV) и рентгеновские дифрактометры для определения характеристик кристаллических материалов и идентификации фазы.

В лабораториях атомной физики есть уникальная аппаратура. Они могут включать спектроскопию насыщенного поглощения, радиочастотную оптическую накачку и импульсный ЯМР.

Физические лаборатории в значительной степени полагаются на компьютерное оборудование и программное обеспечение для анализа данных. Для астрофизики, космологии и астрономических исследований физики частиц требуются мощные вычисления и моделирование. Некоторые распространенные типы программного обеспечения, используемого в лабораториях, включают:

• MATLAB
  
• Python
  
• IDL
  
• Mathematica
  
• Фиджи
  
• Источник
  
• LabView

Программное обеспечение для количественного анализа изображений и данных оказывается неоценимым в физических лабораториях. Помимо персональных компьютеров, полезными технологическими устройствами являются 3D-принтеры, Arduinos и Raspberry Pis.

Ряд аппаратов помогает при электромонтажных работах в физических лабораториях. Помимо анализатора CV, другие инструменты включают переменные трансформаторы (вариаки), синхронизирующие усилители и пьезоэлектрические приводы. Многие электрические устройства, такие как variac, требуют специальных резиновых перчаток для защиты пользователя от опасного высокого напряжения.

Иногда физическим лабораториям требуются источники тепла для экспериментов, особенно для изучения термодинамики. Конфорка представляет собой простейший нагревательный элемент. Преобладают и электрические печи. Кроме того, газовые печи могут использоваться для достижения высоких температур. Вакуумные печи дают возможность сушить реагенты. Изолированные защитные перчатки и щипцы обеспечивают необходимую защиту этого оборудования.

HeNe-лазеры используются в оптических экспериментах. Для этого требуются защитные очки для защиты глаз. Другие лазерные устройства в физических лабораториях включают лазеры с волоконной связью, перестраиваемые диодные лазеры, эталоны и устройства управления оптическим лучом.

Сырые или изготовленные образцы в физической лаборатории требуют различных инструментов для обработки. Физики иногда используют ступку и пестик для измельчения образцов. Другие инструменты для обработки включают полировальные машины, мельницы для микронизации, ультразвуковые устройства, ультрацентрифуги, инструменты для наномеханических испытаний и другие устройства для испытаний материалов. Гидравлический пресс и матрица из нержавеющей стали могут использоваться при изготовлении образцов гранул для измерения свойств.

Физическим лабораториям требуется оборудование для обеспечения точных измерений. Даже метрические палочки играют роль. Дополнительные измерительные инструменты включают термометры, электрические счетчики, электронные весы, профилометры щупа, эллипсометры и системы измерения магнитострикции. Аналитические весы используются для измерений твердотельным методом.

Микроскопы обрабатывают изображения в физических лабораториях. В биофизических лабораториях могут использоваться флуоресцентные микроскопы и микроскопы с ярким полем. Материалы можно изучать с помощью сканирующих электронных микроскопов, световых флуоресцентных микроскопов, цифровых голографических микроскопов и электрически настраиваемых линз.

Другое широко используемое оборудование для обработки изображений включает цифровые камеры и специализированные высокоскоростные камеры CMOS.

В биофизических лабораториях оптический пинцет используется для манипулирования отдельными молекулами ДНК. Они также помогают в измерении бимолекулярных сил.

Лаборатории, изучающие ионную динамику, требуют специального оборудования, которое может включать ленгмюровские и эмиссионные зонды, плазменные очистители, оборудование для удержания низкотемпературной плазмы, волновые решетки и ионная имплантация источника плазмы (PSII) камеры. Камера PSII может продлить срок службы продукта.

В полупроводниковых лабораториях используются уникальные системы и устройства. К ним относятся системы нестационарной спектроскопии глубокого уровня, конусы CLEO для кремниевых детекторов (которые обеспечивают охлаждение для детекторная электроника и поддержка кремниевых детекторов), системы микроволновых датчиков, фотодиоды и оптические усилители.

Тонкопленочное оборудование в физических лабораториях включает в себя систему распыления с двойным ионным пучком, пленочные устройства и масс-спектрометр вторичных ионов (SIMS). ВИМС анализирует пятна проб на изотопный состав с точностью до 100 частей на миллион.