Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Γενικός εξοπλισμός εργαστηρίου
- Όργανα ανάλυσης
- Εξοπλισμός ατομικής φυσικής
- Εξοπλισμός υπολογιστών και λογισμικό
- Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός
- Στοιχεία θέρμανσης
- Συσκευές λέιζερ
- Επεξεργασία και δοκιμή υλικών
- Εργαλεία μέτρησης
- Συσκευές μικροσκοπίας και απεικόνισης
- Φωτοβολταικός εξοπλισμός
- Εξοπλισμός πλάσματος
- Εξοπλισμός ημιαγωγών
- Εξοπλισμός λεπτού υμενίου
Ο εξοπλισμός που βρίσκεται στα εργαστήρια φυσικής ποικίλλει σε σχέση με την εστίαση της έρευνας. Οι συσκευές στα εργαστήρια φυσικής μπορεί να κυμαίνονται από απλές ζυγαριές μέχρι λέιζερ και εξειδικευμένα ημιαγωγικά όργανα. Η υπολογιστική ανάλυση, και επομένως ο υπολογιστικός εξοπλισμός, έχει επίσης καταστεί απαραίτητη για την έρευνα της φυσικής. Οι εργαστηριακές συσκευές φυσικής βοηθούν στον προσδιορισμό των μετρήσεων, της βαθμονόμησης, των παραλλαγών της φυσικής ιδιότητας και της ακρίβειας.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Τα σύγχρονα εργαστήρια φυσικής περιέχουν συσκευές που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των μετρήσεων, τη βαθμονόμηση, την ανάλυση των μεταβολών και την ακρίβεια. Η εστίαση της έρευνας των εργαστηρίων καθορίζει την απαιτούμενη συσκευή. Τα όργανα κυμαίνονται από απλές ζυγαριές και θερμόμετρα μέχρι προηγμένα λέιζερ και εξοπλισμό ημιαγωγών.
Γενικός εξοπλισμός εργαστηρίου
Ο βασικότερος εργαστηριακός εξοπλισμός φυσικής περιλαμβάνει καπνούς, πίνακες, τραπέζια, πάγκους και αέριο, νερό και γραμμές κενού. Ο εξοπλισμός ασφαλείας μπορεί να περιλαμβάνει γάντια, γυαλιά και σταθμούς πλύσης ματιών.
Όργανα ανάλυσης
Πολλά όργανα πραγματοποιούν ανάλυση σε δείγματα στα εργαστήρια φυσικής. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν τους αναλυτές αντίστασης, τους αναλυτές σωματιδίων, τους αναλυτές οπτικών πολλών καναλιών, τους αναλυτές παραμέτρων ημιαγωγών, τους αναλυτές φάσματος, τους αναλυτές χωρητικότητας-τάσης (CV) και τα περιθλασίμετρα ακτινών Χ για τον χαρακτηρισμό των κρυσταλλικών υλικών και την αναγνώριση των φάσεων.
Εξοπλισμός ατομικής φυσικής
Τα εργαστήρια ατομικής φυσικής περιέχουν μοναδικές συσκευές. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν φασματοσκοπία απορρόφησης κορεσμού, οπτική άντληση RF και παλλόμενη NMR.
Εξοπλισμός υπολογιστών και λογισμικό
Τα εργαστήρια φυσικής εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον υπολογιστικό εξοπλισμό και το λογισμικό για την ανάλυση των δεδομένων. Για την έρευνα της αστροφυσικής, της κοσμολογίας και της αστροσωματιδιακής φυσικής, απαιτούνται ισχυροί υπολογισμοί και προσομοιώσεις. Μερικοί συνηθισμένοι τύποι λογισμικού που χρησιμοποιούνται στα εργαστήρια περιλαμβάνουν MATLAB, Python, IDL, Mathematica, Fiji, Origin και LabView. Το ποσοτικό λογισμικό ανάλυσης εικόνων και δεδομένων αποδεικνύεται ανεκτίμητο στα εργαστήρια φυσικής. Εκτός από τους προσωπικούς υπολογιστές, οι 3D ers, Arduinos και Raspberry Pis είναι χρήσιμες τεχνολογικές συσκευές.
Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός
Ορισμένες συσκευές βοηθούν στην ηλεκτρική εργασία σε εργαστήρια φυσικής. Εκτός από τον αναλυτή CV, άλλα όργανα περιλαμβάνουν μεταβλητούς μετασχηματιστές (variacs), ενισχυτές κλειδώματος και πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές. Πολλές ηλεκτρικές συσκευές όπως η ποικιλία απαιτούν ειδικά λαστιχένια γάντια για την προστασία του χρήστη από επικίνδυνη υψηλή τάση.
Στοιχεία θέρμανσης
Περιστασιακά τα εργαστήρια φυσικής απαιτούν πηγές θερμότητας για πειράματα, ιδιαίτερα για μελέτη θερμοδυναμικής. Μια θερμή πλάκα αντιπροσωπεύει το απλούστερο στοιχείο θέρμανσης. Οι ηλεκτρικοί κλίβανοι είναι επίσης διαδεδομένοι. Επιπλέον, οι φούρνοι αερίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίτευξη υψηλών θερμοκρασιών. Οι κάμινοι κενού παρέχουν τη δυνατότητα να στεγνώσουν τα αντιδραστήρια. Τα μονωμένα γάντια και λαβίδες ασφαλείας παρέχουν την απαραίτητη προστασία για αυτές τις συσκευές.
Συσκευές λέιζερ
Τα λέιζερ HeNe χρησιμοποιούνται σε πειράματα οπτικών. Αυτά απαιτούν προστατευτικά γυαλιά για την προστασία των ματιών. Άλλες συσκευές λέιζερ στα εργαστήρια φυσικής περιλαμβάνουν λέιζερ συζευγμένες με ίνες, συντονιζόμενα λέιζερ διόδου, ετάλλον και διατάξεις διεύθυνσης οπτικών ακτινών.
Επεξεργασία και δοκιμή υλικών
Τα ακατέργαστα ή κατασκευασμένα δείγματα στο εργαστήριο φυσικής αξίζουν διάφορα εργαλεία για επεξεργασία. Οι φυσικοί χρησιμοποιούν μερικές φορές ένα κονίαμα και ένα γουδοχέρι για να αλέθουν δείγματα. Άλλα εργαλεία επεξεργασίας περιλαμβάνουν μηχανήματα λείανσης, μύλους μικροδιαμόρφωσης, υπερήχους, υπερφυγοκεντρητές, νανομηχανικά όργανα δοκιμής και άλλες συσκευές δοκιμής υλικών. Μία υδραυλική πρέσα και μια μήτρα από ανοξείδωτο χάλυβα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη δειγμάτων σφαιριδίων για μετρήσεις ιδιοτήτων.
Εργαλεία μέτρησης
Τα εργαστήρια της Φυσικής απαιτούν συσκευές για την εξασφάλιση ακριβών μετρήσεων. Ακόμα και τα ραβδιά μετρητών παίζουν κάποιο ρόλο. Τα πρόσθετα εργαλεία μέτρησης περιλαμβάνουν τα θερμόμετρα, τους ηλεκτρικούς μετρητές, τα ηλεκτρονικά ζυγοστάθρα, τα προφίλμετρα γραφίδας, τα συστήματα μέτρησης ελλειψομέτρων και μαγνητομετρίας. Χρησιμοποιείται αναλυτική ισορροπία για μετρήσεις σε στερεά κατάσταση.
Συσκευές μικροσκοπίας και απεικόνισης
Τα μικροσκόπια χειρίζονται την απεικόνιση στα εργαστήρια φυσικής. Τα εργαστήρια βιοφυσικής μπορούν να χρησιμοποιούν μικροσκόπια φθορισμού και μικροσκόπια φωτεινού πεδίου. Τα υλικά μπορούν να μελετηθούν με ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης, μικροσκόπια φθορισμού φωτός φύλλου, ψηφιακά ολογραφικά μικροσκόπια και ηλεκτρικά συντονιζόμενους φακούς.
Άλλος κοινώς χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός απεικόνισης περιλαμβάνει ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και εξειδικευμένες κάμερες CMOS υψηλής ταχύτητας.
Φωτοβολταικός εξοπλισμός
Στα εργαστήρια βιοφυσικής χρησιμοποιούνται οπτικές λαβίδες για χειρισμό μεμονωμένων μορίων DNA. Αυτά βοηθούν επίσης στη μέτρηση των διμοριακών δυνάμεων.
Εξοπλισμός πλάσματος
Τα εργαστήρια που μελετούν τη δυναμική των ιόντων απαιτούν εξειδικευμένο εξοπλισμό, ο οποίος μπορεί να περιλαμβάνει Langmuir και διεγερτικούς ανιχνευτές, καθαριστικά πλάσματος, εξοπλισμό περιορισμού πλάσματος χαμηλής θερμοκρασίας, πλέγματα εκτόξευσης κύματος και θαλάμους εμφύτευσης ιόντων πηγή πλάσματος (PSII). Ο θάλαμος PSII μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του προϊόντος.
Εξοπλισμός ημιαγωγών
Τα εργαστήρια Ημιαγωγών χρησιμοποιούν μοναδικά συστήματα και συσκευές. Αυτά περιλαμβάνουν συστήματα μεταβατικής φασματοσκοπίας βαθιάς στάθμης, κώνοι CLEO για ανιχνευτές πυριτίου (που παρέχουν ψύξη για ηλεκτρονικά ανιχνευτών και υποστήριξη για ανιχνευτές πυριτίου), συστήματα ανιχνευτών μικροκυμάτων, φωτοδιόδους και οπτικούς ενισχυτές.
Εξοπλισμός λεπτού υμενίου
Ο εξοπλισμός λεπτού υμενίου στα εργαστήρια φυσικής περιλαμβάνει το σύστημα ψεκασμού δέσμης διπλών ιόντων, συσκευές φιλμμετρίας και φασματόμετρο δευτερογενούς ιόντος μάζας (SIMS). Το SIMS αναλύει τα σημεία δειγματοληψίας για ισοτοπική σύνθεση με ακρίβεια μέχρι 100 μέρη ανά εκατομμύριο.