Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Algemene laboratoriumapparatuur
- Analyzer Instrumenten
- Apparatuur voor atoomfysica
- Computerapparatuur en -software
- Elektrische apparatuur
- Verwarmingselementen
- Laserapparatuur
- Verwerking en testen van materialen
- Meetgereedschap
- Apparatuur voor microscopie en beeldvorming
- Fotonica-apparatuur
- Plasma-apparatuur
- Halfgeleiderapparatuur
- Dunne filmapparatuur
De apparatuur die wordt gevonden in fysicalaboratoria varieert in relatie tot de focus van onderzoek. Apparaten in fysicalaboratoria kunnen variëren van eenvoudige weegschalen tot lasers en gespecialiseerde halfgeleiderinstrumenten. Computationele analyse, en dus rekenapparatuur, is ook essentieel geworden voor natuurkundig onderzoek. Fysische laboratoriumapparatuur helpt bij het bepalen van metingen, kalibratie, variaties in fysische eigenschappen en precisie.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Moderne fysicalaboratoria bevatten apparaten die worden gebruikt voor het bepalen van metingen, kalibratie, analyse van variaties en precisie. De focus van het laboratoriumonderzoek bepaalt het benodigde apparaat. Instrumenten variëren van eenvoudige weegschalen en thermometers tot geavanceerde lasers en halfgeleiderapparatuur.
Algemene laboratoriumapparatuur
De meest elementaire fysica laboratoriumapparatuur omvat zuurkasten, bureaus, tafels, banken en gas-, water- en vacuümleidingen. Veiligheidsuitrusting kan handschoenen, bril en oogspoelstations omvatten.
Analyzer Instrumenten
Tal van instrumenten voeren analyses uit op monsters in fysicalaboratoria. Enkele voorbeelden zijn impedantieanalysatoren, deeltjesanalysatoren, optische meerkanaalsanalysatoren, halfgeleiderparameteranalysatoren, spectrumanalysatoren, capaciteit-spanning (CV) -analysatoren en röntgendiffractometers voor het karakteriseren van kristallijne materialen en het identificeren van fasen.
Apparatuur voor atoomfysica
Atoomfysische laboratoria bevatten unieke apparaten. Deze kunnen verzadigingsabsorptiespectroscopie omvatten, optische RF-pompen en gepulseerde NMR.
Computerapparatuur en -software
Fysicalaboratoria zijn sterk afhankelijk van computerapparatuur en software voor het analyseren van gegevens. Voor astrofysica, kosmologie en astrodeeltjesfysisch onderzoek zijn krachtig computergebruik en simulaties vereist. Enkele veel voorkomende soorten software die in laboratoria worden gebruikt, zijn MATLAB, Python, IDL, Mathematica, Fiji, Origin en LabView. Kwantitatieve beeld- en gegevensanalysesoftware is van onschatbare waarde in fysicalaboratoria. Naast personal computers zijn 3D ers, Arduinos en Raspberry Pis nuttige technologische apparaten.
Elektrische apparatuur
Een aantal apparaathulp bij elektrisch werk in fysicalaboratoria. Naast de CV-analysator omvatten andere instrumenten variabele transformatoren (variacs), lock-in versterkers en piëzo-elektrische actuatoren. Veel elektrische apparaten zoals de variac vereisen speciale rubberen handschoenen om de gebruiker te beschermen tegen gevaarlijke hoogspanning.
Verwarmingselementen
Af en toe hebben fysica-laboratoria warmtebronnen nodig voor experimenten, met name voor thermodynamisch onderzoek. Een kookplaat vertegenwoordigt het eenvoudigste verwarmingselement. Elektrische ovens komen ook veel voor. Bovendien kunnen gasovens worden gebruikt om hoge temperaturen te bereiken. Vacuümovens bieden de mogelijkheid om reagentia te drogen. Geïsoleerde veiligheidshandschoenen en tangen bieden de nodige bescherming voor deze apparaten.
Laserapparatuur
HeNe-lasers worden gebruikt in optica-experimenten. Deze vereisen een veiligheidsbril om de ogen te beschermen. Andere laserapparatuur in fysicalaboratoria zijn vezelgekoppelde lasers, afstembare diodelasers, etalons en stuurinrichtingen met optische stralen.
Verwerking en testen van materialen
Ruwe of gefabriceerde monsters in het fysicalaboratorium verdienen verschillende hulpmiddelen voor verwerking. Natuurkundigen gebruiken soms een vijzel en stamper om monsters te malen. Andere verwerkingsinstrumenten zijn polijstmachines, microniseringsfabrieken, sonicators, ultracentrifuges, nanomechanische testinstrumenten en andere materiaaltestapparatuur. Een hydraulische pers en roestvrijstalen matrijzenset kunnen worden gebruikt bij het maken van pelletmonsters voor eigenschapsmetingen.
Meetgereedschap
Fysische laboratoria hebben apparatuur nodig om nauwkeurige metingen te garanderen. Zelfs meterstokken spelen een rol. Aanvullende meetinstrumenten zijn onder meer thermometers, elektrische meters, elektronische weegschalen, stylusprofilometers, ellipsometers en magnetostrictiesmeetsystemen. Een analytische balans wordt gebruikt voor metingen in vaste toestand.
Apparatuur voor microscopie en beeldvorming
Microscopen zorgen voor de beeldvorming in fysicalaboratoria. Biofysische laboratoria kunnen fluorescentiemicroscopen en heldere veldmicroscopen gebruiken. Materialen kunnen worden bestudeerd met scanning-elektronenmicroscopen, lichtplaat-fluorescentiemicroscopen, digitale holografische microscopen en elektrisch instelbare lenzen.
Andere veelgebruikte beeldvormingsapparatuur omvat digitale camera's en gespecialiseerde hogesnelheid CMOS-camera's.
Fotonica-apparatuur
In biofysische laboratoria worden optische pincetten gebruikt om afzonderlijke DNA-moleculen te manipuleren. Deze helpen ook bij het meten van bimoleculaire krachten.
Plasma-apparatuur
Laboratoria die ionendynamica bestuderen, hebben gespecialiseerde apparatuur nodig, waaronder Langmuir en emitterende sondes, plasmareinigingsmiddelen, apparatuur voor het opsluiten bij lage temperaturen, golflanceringsroosters en plasma-bronionenimplantatie (PSII) kamers. De PSII-kamer kan de levensduur van het product verlengen.
Halfgeleiderapparatuur
Halfgeleiderlaboratoria gebruiken unieke systemen en apparaten. Deze omvatten diepgaande transiënte spectroscopiesystemen, CLEO-kegels voor siliciumdetectoren (die koeling bieden voor detectorelektronica en ondersteuning voor siliciumdetectoren), microgolfsondesystemen, fotodiodes en optische versterkers.
Dunne filmapparatuur
Dunne-filmapparatuur in fysicalaboratoria omvat het sputtersysteem met dubbele ionenbundel, filmetrische apparaten en secundaire ionen-massaspectrometer (SIMS). De SIMS analyseert voorbeeldspots op isotopensamenstelling met precisie tot 100 delen per miljoen.