Utrustningen som finns i fysiklaboratorier varierar i förhållande till forskningsfokus. Apparater i fysiklaboratorier kan sträcka sig från enkla vågar till lasrar och specialiserade halvledarinstrument. Beräkningsanalys och därmed beräkningsutrustning har också blivit viktigt för fysikforskningen. Fysiklaboratoriumapparater hjälper till att bestämma mätningar, kalibrering, variationer i fysiska egenskaper och precision.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Moderna fysiklaboratorier innehåller apparater som används för att bestämma mätningar, kalibrering, analys av variationer och precision. Fokus för laboratoriets forskning avgör vilken utrustning som krävs. Instrumenten sträcker sig från enkla vågar och termometrar till avancerade lasrar och halvledarutrustning.
Allmän laboratorieutrustning
Den mest grundläggande fysikaliska laboratorieutrustningen inkluderar dragskåp, skrivbord, bord, bänkar och gas-, vatten- och vakuumledningar. Säkerhetsutrustning kan innehålla handskar, skyddsglasögon och ögondiskstationer.
Analysatorinstrument
Många instrument utför analyser av prover i fysiklaboratorier. Några exempel inkluderar impedansanalysatorer, partikelanalysatorer, optiska flerkanalsanalysatorer, halvledarparameteranalysatorer, spektrumanalysatorer, kapacitansspänningsanalysatorer och röntgendiffraktometrar för att karakterisera kristallina material och identifiera faser.
Atomisk fysikutrustning
Atomfysiklaboratorier innehåller unika apparater. Dessa kan innefatta mättningsabsorptionsspektroskopi, optisk RF-pumpning och pulsad NMR.
Datorutrustning och programvara
Fysiklaboratorier är mycket beroende av datorutrustning och programvara för analys av data. För astrofysik, kosmologi och astropartikelfysikforskning krävs kraftfull beräkning och simuleringar. Några vanliga typer av programvara som används i laboratorier inkluderar:
- MATLAB
- Pytonorm
- IDL
- Mathematica
- Fiji
- Ursprung
- LabView
Kvantitativ bild- och dataanalysprogramvara är ovärderlig i fysiklaboratorier. Förutom persondatorer är 3D-skrivare, Arduinos och Raspberry Pis användbara tekniska enheter.
Elektrisk utrustning
Ett antal apparater hjälper till med elektriskt arbete i fysiklaboratorier. Förutom CV-analysatorn inkluderar andra instrument variabla transformatorer (variacs), lock-in förstärkare och piezoelektriska ställdon. Många elektriska apparater som variac kräver speciella gummihandskar för att skydda användaren från farlig högspänning.
Värmeelement
Ibland kräver fysiklaboratorier värmekällor för experiment, särskilt för termodynamikstudier. En värmeplatta representerar det enklaste värmeelementet. Elugnar är också vanliga. Dessutom kan gasugnar användas för att nå höga temperaturer. Vakuumugnar ger förmågan att torka reagens. Isolerade skyddshandskar och tång ger nödvändigt skydd för denna apparat.
Laserapparater
HeNe-lasrar används i optiska experiment. Dessa kräver skyddsglasögon för att skydda ögonen. Andra laserapparater i fysiklaboratorier inkluderar fiberkopplade lasrar, avstämbara diodlasrar, etaloner och optiska strålstyrningsanordningar.
Materialbearbetning och testning
Rå eller tillverkade prover i fysiklaboratoriet förtjänar olika verktyg för bearbetning. Fysiker använder ibland en mortel och en mortelstöt för att slipa prover. Andra bearbetningsredskap inkluderar polermaskiner, mikroniseringsverk, sonikatorer, ultracentrifuger, nanomekaniska testinstrument och andra apparater för testning av material. En hydraulpress och matrisuppsättning av rostfritt stål kan användas för att göra pelletsprover för fastighetsmätningar.
Mätverktyg
Fysiklaboratorier kräver apparater för att säkerställa korrekta mätningar. Även mätpinnar spelar en roll. Ytterligare mätverktyg inkluderar termometrar, elektriska mätare, elektroniska vågar, stylusprofilometrar, ellipsometrar och magnetostriktionsmätningssystem. En analytisk balans används för solid state-metodmätningar.
Mikroskopi och bildapparat
Mikroskop hanterar avbildningen i fysiklaboratorier. Biofysiklaboratorier kan använda fluorescensmikroskop och ljusfältmikroskop. Material kan studeras med svepelektronmikroskop, ljusarkfluorescensmikroskop, digitala holografiska mikroskop och elektriskt avstämbara linser.
Annan vanlig bildutrustning inkluderar digitalkameror och specialiserade höghastighets CMOS-kameror.
Fotonikutrustning
I biofysiklaboratorier används optiska pincetter för att manipulera enskilda DNA-molekyler. Dessa hjälper också till att mäta bimolekylära krafter.
Plasmautrustning
Laboratorier som studerar jondynamik kräver specialutrustning som kan innefatta Langmuir och emissiva sonder, plasma rengöringsmedel, lågtemperaturutrustning för plasmainneslutning, våglanseringsnät och plasmakälla jonimplantation (PSII) kamrar. PSII-kammaren kan förlänga produktens livslängd.
Halvledarutrustning
Halvledarlaboratorier använder unika system och enheter. Dessa inkluderar djupnivå övergående spektroskopisystem, CLEO-koner för kiseldetektorer (som ger kylning för detektorelektronik och stöd för kiseldetektorer), mikrovågssondsystem, fotodioder och optiska förstärkare.
Tunnfilmutrustning
Tunnfilmsutrustning i fysiklaboratorier inkluderar det dubbla jonstrålesprutningssystemet, filmetriska enheter och sekundär jonmasspektrometer (SIMS). SIMS analyserar provpunkter för isotopkomposition med precision upp till 100 delar per miljon.
