Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Üldised laboratoorsed seadmed
- Analüsaatori instrumendid
- Aatomifüüsika seadmed
- Arvutustehnika ja tarkvara
- Elektriseadmed
- Kütteelemendid
- Laserseadmed
- Materjalide töötlemine ja testimine
- Mõõtmisriistad
- Mikroskoopia ja pildiaparatuur
- Fotoonikaseadmed
- Plasmaseadmed
- Pooljuhtide seadmed
- Õhukeste kilede seadmed
Füüsikalaborites leiduvad seadmed varieeruvad vastavalt teadusuuringute fookusele. Füüsikalaborite seadmed võivad ulatuda lihtsatest kaaludest laserite ja spetsialiseeritud pooljuhtide kaaluni. Arvutuslik analüüs ja seega ka arvutusseadmed on muutunud oluliseks ka füüsika uurimisel. Füüsika labori seadmed aitavad mõõta mõõtmisi, kalibreerimist, füüsikaliste omaduste muutusi ja täpsust.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Kaasaegsed füüsikalaborid sisaldavad seadmeid, mida kasutatakse mõõtmiste, kalibreerimise, variatsioonide analüüsi ja täpsuse määramiseks. Laboratoorsete uuringute fookus määrab vajaliku aparatuuri. Mõõteriistad ulatuvad lihtsatest kaaludest ja termomeetritest täiustatud laserite ja pooljuhtide seadmeteni.
Üldised laboratoorsed seadmed
Kõige elementaarsemad füüsikalabori seadmed hõlmavad õhupuhastiid, töölaudu, laudu, pinke ning gaasi-, vee- ja vaakumtorusid. Ohutusvarustus võib sisaldada kindaid, kaitseprille ja silmapesu kohti.
Analüsaatori instrumendid
Füüsikalaborites proove analüüsivad arvukad instrumendid. Mõned näited hõlmavad impedantsi analüsaatoreid, osakeste analüsaatoreid, optilisi mitmekanalilisi analüsaatoreid, pooljuhtparameetrite analüsaatoreid, spektrianalüsaatoreid, mahtuvus-pinge (CV) analüsaatoreid ja röntgendifraktomeetreid kristalliliste materjalide iseloomustamiseks ja faaside tuvastamiseks.
Aatomifüüsika seadmed
Aatomifüüsika laborid sisaldavad ainulaadseid seadmeid. Need võivad hõlmata küllastuse neeldumisspektroskoopiat, RF optilist pumpamist ja impulss-TMR-i.
Arvutustehnika ja tarkvara
Füüsikalaborid sõltuvad andmete analüüsimisel suuresti arvutiseadmetest ja tarkvarast. Astrofüüsika, kosmoloogia ja astroosakeste füüsika uurimiseks on vaja võimsat arvutust ja simulatsioone. Mõned levinumad laborites kasutatavad tarkvara tüübid on MATLAB, Python, IDL, Mathematica, Fiji, Origin ja LabView. Kvantitatiivne pildi- ja andmeanalüüsi tarkvara osutub füüsikalaborites hindamatuks. Lisaks personaalarvutitele on 3D-erid, Arduinos ja Raspberry Pis kasulikud tehnoloogilised seadmed.
Elektriseadmed
Hulk seadmeid on abiks füüsikalaborite elektritöödel. Lisaks CV-analüsaatorile sisaldavad muud instrumendid muutuvaid trafosid (variaatoreid), lukustusvõimendit ja piesoelektrilist ajamit. Paljud elektriseadmed, näiteks variac, vajavad spetsiaalset kummikindaid, et kaitsta kasutajat ohtliku kõrgepinge eest.
Kütteelemendid
Mõnikord vajavad füüsikalaborid katseteks, eriti termodünaamika uuringuteks, soojusallikaid. Pliidiplaat kujutab kõige lihtsamat kütteelementi. Samuti on levinud elektriahjud. Lisaks võib kõrgete temperatuuride saavutamiseks kasutada gaasiahjusid. Vaakumahjud võimaldavad reagente kuivatada. Isoleeritud kaitsekindad ja tangid pakuvad nendele seadmetele vajalikku kaitset.
Laserseadmed
Optikakatsetes kasutatakse HeNe-lasereid. Need vajavad silmade kaitsmiseks kaitseprille. Muudeks füüsikalaborites kasutatavateks laserseadmeteks on kiud-sidestatud laserid, häälestatavad dioodlaserid, etalonid ja optiliste kiiretega juhtimisseadmed.
Materjalide töötlemine ja testimine
Füüsikalaboris valmistatud töötlemata või valmistatud proovid väärivad mitmesuguseid töötlemisvahendeid. Füüsikud kasutavad proovide jahvatamiseks mõnikord uhmrit ja uhmrit. Muude töötlemisseadmete hulka kuuluvad poleerid, mikroniseerimisveskid, sonikaatorid, ultratsentrifuugid, nanomehaanilised katseseadmed ja muud materjalide testimise seadmed. Pelletite proovide tegemisel vara mõõtmiseks võib kasutada hüdraulilist pressi ja roostevabast terasest stantsikomplekti.
Mõõtmisriistad
Füüsikalaborid vajavad täpsete mõõtmiste tagamiseks aparaate. Isegi meetripulgad mängivad rolli. Täiendavateks mõõteriistadeks on termomeetrid, elektriarvestid, elektroonilised kaalud, pliiatsiprofiilid, ellipsomeetrid ja magnetostriktsiooni mõõtmissüsteemid. Tahkismeetodi mõõtmiseks kasutatakse analüütilist tasakaalu.
Mikroskoopia ja pildiaparatuur
Mikroskoobid käsitlevad pildistamist füüsikalaborites. Biofüüsikalaborid võivad kasutada fluorestsentsmikroskoope ja erevälja mikroskoope. Materjale saab uurida skaneerivate elektronmikroskoopide, kergete lehtedega fluorestsentsmikroskoopide, digitaalsete holograafiliste mikroskoopide ja elektriliselt häälestatavate läätsede abil.
Muud levinumad pildistamisseadmed hõlmavad digitaalkaameraid ja spetsiaalseid kiireid CMOS-kaameraid.
Fotoonikaseadmed
Biofüüsikalaborites kasutatakse DNA üksikute molekulide manipuleerimiseks optilisi pintsette. Need aitavad ka bimolekulaarsete jõudude mõõtmisel.
Plasmaseadmed
Ioonidünaamikat uurivad laboratooriumid vajavad spetsiaalseid seadmeid, mis võivad sisaldada Langmuiri ja kiirgavaid sonde, plasmapuhastusvahendeid, madala temperatuuriga plasmakontrolliseadmeid, lainete käivitusvõresid ja plasmaallika ioonide implantatsiooni kambreid. PSII kamber võib toote eluiga pikendada.
Pooljuhtide seadmed
Pooljuhtide laborites kasutatakse unikaalseid süsteeme ja seadmeid. Nende hulka kuuluvad sügavatasemelised siirdepektroskoopiasüsteemid, CLEO koonused ränidetektoritele (mis pakuvad detektorielektroonikale jahutust ja ränidetektorite tuge), mikrolaine sondisüsteemid, fotodioodid ja optilised võimendid.
Õhukeste kilede seadmed
Füüsikalaborites sisalduvatele õhukesekilelistele seadmetele kuuluvad kaheioonse kiirgusega pihustussüsteem, filmeetrilised seadmed ja sekundaarse ioonide massispektromeeter (SIMS). SIMS analüüsib isotoopse koostise proovipunkte täpsusega kuni 100 miljondikku.