Обладнання, знайдене у фізичних лабораторіях, різниться залежно від фокусу досліджень. Прилади у фізичних лабораторіях можуть варіюватися від простих ваг до лазерів та спеціалізованих напівпровідникових приладів. Обчислювальний аналіз, а отже і обчислювальне обладнання, також стали важливими для досліджень фізики. Фізичний лабораторний апарат допомагає у визначенні вимірювань, калібрування, коливань фізичних властивостей та точності.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Сучасні фізичні лабораторії містять апарати, що використовуються для визначення вимірювань, калібрування, аналізу варіацій та точності. Фокус лабораторних досліджень визначає необхідний апарат. Прилади варіюються від простих ваг та термометрів до вдосконалених лазерів та напівпровідникового обладнання.
Загальнолабораторне обладнання
Найелементарніше фізичне лабораторне обладнання включає витяжки, столи, столи, лавки та газові, водяні та вакуумні трубопроводи. Засоби безпеки можуть включати рукавички, окуляри та станції для промивання очей.
Прилади аналізатора
Численні прилади проводять аналіз зразків у фізичних лабораторіях. Деякі приклади включають аналізатори імпедансу, аналізатори частинок, оптичні багатоканальні аналізатори, напівпровідникові аналізатори параметрів, аналізатори спектра, ємнісно-напружні (CV) аналізатори та рентгенівські дифрактометри для характеристики кристалічних матеріалів та ідентифікації фази.
Обладнання для атомної фізики
Лабораторії атомної фізики містять унікальний апарат. Сюди можуть входити спектроскопія поглинання насичення, радіочастотна оптична накачка та імпульсний ЯМР.
Обчислювальне обладнання та програмне забезпечення
Фізичні лабораторії значною мірою покладаються на обчислювальне обладнання та програмне забезпечення для аналізу даних. Для досліджень астрофізики, космології та фізики астрочастинок потрібні потужні обчислення та моделювання. Деякі загальні типи програмного забезпечення, що використовується в лабораторіях, включають:
- MATLAB
- Python
- IDL
- Математика
- Фіджі
- Походження
- LabView
Кількісне програмне забезпечення для аналізу зображень та даних виявляється безцінним у фізичних лабораторіях. Окрім персональних комп’ютерів, корисними технологічними пристроями є 3D-принтери, Arduinos та Raspberry Pis.
Електричне обладнання
Ряд апаратів допомагає в електромонтажних роботах у фізичних лабораторіях. На додаток до CV-аналізатора, до інших приладів належать змінні трансформатори (variacs), блокувальні підсилювачі та п'єзоелектричні приводи. Для багатьох електричних приладів, таких як варіак, потрібні спеціальні гумові рукавички, щоб захистити користувача від небезпечної високої напруги.
Нагрівальні елементи
Іноді фізичні лабораторії вимагають джерел тепла для експериментів, особливо для вивчення термодинаміки. Нагрівальна плита являє собою найпростіший нагрівальний елемент. Також поширені електричні печі. Крім того, газові печі можуть використовуватися для досягнення високих температур. Вакуумні печі забезпечують можливість висихання реагентів. Ізольовані захисні рукавички та щипці забезпечують необхідний захист цих апаратів.
Лазерний апарат
Лазери HeNe використовуються в оптичних експериментах. Для цього потрібні захисні окуляри для захисту очей. Інші лазерні апарати у фізичних лабораторіях включають волоконно-зв’язані лазери, регульовані діодні лазери, еталони та пристрої керування оптичним променем.
Обробка та випробування матеріалів
Сирі або виготовлені зразки у фізичній лабораторії заслуговують на різні інструменти для обробки. Фізики іноді використовують ступку та маточку для подрібнення зразків. Інші пристосування для обробки включають шліфувальні машини, мікронізуючі млини, ультразвукові апарати, ультрацентрифуги, наномеханічні випробувальні прилади та інші прилади для випробування матеріалів. Для виготовлення зразків гранул для вимірювання властивостей можуть використовуватися гідравлічний прес та набір штампів з нержавіючої сталі.
Вимірювальні інструменти
Фізичні лабораторії вимагають обладнання для забезпечення точних вимірювань. Навіть метрові палички грають свою роль. До додаткових вимірювальних інструментів належать термометри, електролічильники, електронні ваги, стилометри, еліпсометри та системи вимірювання магнітострикції. Для вимірювання твердотільним методом використовується аналітичний ваг.
Апарат для мікроскопії та візуалізації
Мікроскопи обробляють зображення у фізичних лабораторіях. Лабораторії біофізики можуть використовувати флуоресцентні мікроскопи та мікроскопи яскравого поля. Матеріали можна вивчати за допомогою скануючих електронних мікроскопів, флуоресцентних мікроскопів зі світловим листом, цифрових голографічних мікроскопів та електрично регульованих лінз.
Інше часто використовуване обладнання для обробки зображень включає цифрові камери та спеціалізовані високошвидкісні камери CMOS.
Обладнання для фотоніки
У лабораторіях біофізики оптичний пінцет використовують для маніпулювання окремими молекулами ДНК. Вони також допомагають вимірювати бімолекулярні сили.
Плазмове обладнання
Лабораторії, що вивчають іонну динаміку, потребують спеціального обладнання, яке може включати Ленгмюра та емісійні зонди, плазму очищувачі, обладнання для утримання плазми з низькою температурою, сітки для запуску хвиль та імплантація іонів джерела плазми (PSII) камери. Камера PSII може продовжити термін служби виробу.
Напівпровідникове обладнання
Напівпровідникові лабораторії використовують унікальні системи та пристрої. Сюди входять перехідні системи спектроскопії глибокого рівня, конуси CLEO для кремнієвих детекторів (які забезпечують охолодження детекторна електроніка та підтримка кремнієвих детекторів), мікрохвильові зондові системи, фотодіоди та оптичні підсилювачі.
Тонкоплівкове обладнання
Тонкоплівкове обладнання у фізичних лабораторіях включає подвійну систему розпилення іонних пучків, прилади для фільтрування та вторинний іонний мас-спектрометр (SIMS). SIMS аналізує зразки плям на ізотопний склад з точністю до 100 частин на мільйон.