Vybavenie nachádzajúce sa vo fyzikálnych laboratóriách sa líši v závislosti od zamerania výskumu. Prístroje vo fyzikálnych laboratóriách sa môžu pohybovať od jednoduchých váh po lasery a špecializované polovodičové prístroje. Výpočtová analýza, a teda aj výpočtové zariadenie, sa stali nevyhnutnými aj pre fyzikálny výskum. Fyzikálne laboratórne prístroje pomáhajú pri určovaní meraní, kalibrácie, variácií fyzikálnych vlastností a presnosti.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Moderné fyzikálne laboratóriá obsahujú prístroje používané na určovanie meraní, kalibráciu, analýzu variácií a presnosť. Zameranie laboratórneho výskumu určuje požadovaný prístroj. Prístroje siahajú od jednoduchých váh a teplomerov po pokročilé lasery a polovodičové zariadenia.
Všeobecné laboratórne vybavenie
Medzi najzákladnejšie fyzikálne laboratórne vybavenie patria digestory, písacie stoly, stoly, lavice a plynové, vodné a vákuové vedenia. Medzi bezpečnostné vybavenie môžu patriť rukavice, ochranné okuliare a miesta na vyplachovanie očí.
Analyzátorové prístroje
Mnoho prístrojov vykonáva analýzu vzoriek vo fyzikálnych laboratóriách. Niektoré príklady zahŕňajú impedančné analyzátory, analyzátory častíc, optické viackanálové analyzátory, analyzátory polovodičových parametrov, spektrálne analyzátory, analyzátory kapacitného napätia (CV) a röntgenové difraktometre na charakterizáciu kryštalických materiálov a identifikáciu fázy.
Zariadenia pre atómovú fyziku
Laboratóriá atómovej fyziky obsahujú jedinečné prístroje. Môžu zahrnovať saturačnú absorpčnú spektroskopiu, RF optické čerpanie a pulzné NMR.
Výpočtové zariadenie a softvér
Fyzikálne laboratóriá sa pri analýze údajov veľmi spoliehajú na výpočtové zariadenia a softvér. Pre astrofyziku, kozmológiu a výskum fyziky astročastíc sú potrebné výkonné výpočty a simulácie. Medzi bežné typy softvéru používaného v laboratóriách patria:
- MATLAB
- Python
- IDL
- Mathematica
- Fidži
- Pôvod
- LabView
Softvér na kvantitatívnu analýzu obrazu a údajov sa vo fyzikálnych laboratóriách ukázal ako neoceniteľný. Okrem osobných počítačov sú užitočnými technologickými zariadeniami aj 3D tlačiarne, Arduinos a Raspberry Pis.
Elektrické zariadenie
Mnoho prístrojov pomáha pri elektrických prácach vo fyzikálnych laboratóriách. Okrem analyzátora CV patria medzi ďalšie prístroje aj variabilné transformátory (variaky), blokovacie zosilňovače a piezoelektrické akčné členy. Mnoho elektrických prístrojov, ako napríklad variak, vyžaduje špeciálne gumové rukavice, ktoré chránia používateľa pred nebezpečným vysokým napätím.
Vykurovacie prvky
Fyzikálne laboratóriá príležitostne vyžadujú na experimenty zdroje tepla, najmä na štúdium termodynamiky. Varná platňa predstavuje najjednoduchší výhrevný článok. Prevládajú tiež elektrické pece. Ďalej sa môžu na dosiahnutie vysokých teplôt použiť plynové pece. Vákuové pece poskytujú schopnosť sušiť činidlá. Izolované ochranné rukavice a kliešte poskytujú týmto prístrojom potrebnú ochranu.
Laserové zariadenie
Lasery HeNe sa používajú pri pokusoch s optikou. Vyžadujú si ochranné okuliare na ochranu očí. Medzi ďalšie laserové prístroje vo fyzikálnych laboratóriách patria lasery s vláknovou väzbou, laditeľné diódové lasery, etalóny a zariadenia na riadenie optického lúča.
Spracovanie a testovanie materiálov
Surové alebo vyrobené vzorky vo fyzikálnom laboratóriu si zaslúžia rôzne nástroje na spracovanie. Fyzici niekedy používajú na mletie vzoriek mažiarik. Medzi ďalšie spracovateľské náradie patria leštičky, mikronizačné mlyny, sonikátory, ultracentrifúgy, nanomechanické testovacie prístroje a ďalšie prístroje na testovanie materiálov. Na výrobu vzoriek peliet na meranie vlastností sa môže použiť hydraulický lis a sada matric z nehrdzavejúcej ocele.
Nástroje na meranie
Fyzikálne laboratóriá vyžadujú prístroje na zabezpečenie presných meraní. Aj metrové tyčinky zohrávajú úlohu. Medzi ďalšie meracie nástroje patria teplomery, elektrické merače, elektronické váhy, profilometre dotykového pera, elipsometre a systémy na meranie magnetostrikcie. Analytické váhy sa používajú na meranie metód v pevnom stave.
Mikroskopické a zobrazovacie prístroje
Mikroskopy zvládajú zobrazovanie vo fyzikálnych laboratóriách. V biofyzikálnych laboratóriách sa môžu používať fluorescenčné mikroskopy a mikroskopy so svetlým poľom. Materiály možno študovať pomocou skenovacích elektrónových mikroskopov, svetelných fluorescenčných mikroskopov, digitálnych holografických mikroskopov a elektricky laditeľných šošoviek.
Medzi ďalšie bežne používané zobrazovacie zariadenia patria digitálne fotoaparáty a špecializované vysokorýchlostné fotoaparáty CMOS.
Fotonické vybavenie
V biofyzikálnych laboratóriách sa na manipuláciu s jednotlivými molekulami DNA používajú optické pinzety. Pomáhajú tiež pri meraní bimolekulárnych síl.
Plazmové zariadenie
Laboratóriá študujúce iónovú dynamiku vyžadujú špeciálne vybavenie, ktoré môže zahŕňať Langmuirove a emisné sondy, plazmu čističe, nízkoteplotné plazmové zadržovacie zariadenie, mriežky na vypúšťanie vĺn a implantácia plazmového zdroja iónov (PSII) komory. Komora PSII môže predĺžiť životnosť produktu.
Polovodičové vybavenie
Polovodičové laboratóriá používajú jedinečné systémy a zariadenia. Patria sem systémy hlbokej prechodovej spektroskopie, kužele CLEO pre detektory kremíka (ktoré zabezpečujú chladenie pre elektronika detektora a podpora detektorov kremíka), systémy mikrovlnných sond, fotodiódy a optické zosilňovače.
Tenkovrstvové zariadenia
Medzi tenkovrstvové zariadenia vo fyzikálnych laboratóriách patrí systém rozprašovania pomocou dvojitého iónového lúča, filmetrické zariadenia a hmotnostný spektrometer sekundárnych iónov (SIMS). SIMS analyzuje vzorkové škvrny na izotopové zloženie s presnosťou až na 100 častíc na milión.