Увеличительные приборы

На этом уроке мы поговорим об устройстве увеличительных приборов, которые позволяют нам рассмотреть мельчайшую структурно-функциональную единицу живого – клетку.

Тема: Клеточное строение организмов

Урок: Увеличительные приборы

1. Вступление

Разломите розовый, недозревший томат или яблоко с рыхлой мякотью. Вы увидите мельчайшие крупинки, из которых состоит мякоть. Это клетки. У этих плодов они имеют довольно крупные размеры.

В среднем клетки растений имеют размер 10–50 мкм (от одной сотой до пяти сотых миллиметра), хотя иногда бывают и гораздо крупнее. Человек же способен видеть невооруженным глазом лишь объекты порядка 0,15 мм. Даже клетки мякоти томата будут видны гораздо лучше, если рассмотреть их с помощью увеличительных приборов – лупы или микроскопа.

2. Устройство лупы

Лупа – самый простой увеличительный прибор. Главная его часть – увеличительное стекло, или линза. Иногда линз может быть несколько. Лупы бывают ручные и штативные. Рис. 1.

Лупы

Рис. 1. Лупы

Ручная лупа увеличивает предметы в 2–20 раз. Её единственная, выпуклая с двух сторон линза вставлена в оправу. При работе её берут за рукоятку и приближают к предмету на такое расстояние, при котором изображение предмета наиболее четкое – фокусное расстояние.

Штативная лупа увеличивает предметы в 10–25 раз. В её оправу вставлены два увеличительных стекла, укреплённые на подставке – штативе. К штативу прикреплен предметный столик с отверстием и зеркалом. Для фокусировки (расположения линз на наилучшем расстоянии от объекта) используется винт.

Если с помощью лупы рассмотреть кусочки мякоти полуспелого плода томата, арбуза, яблока, вы увидите отдельные клетки, сможете даже рассмотреть их форму, но не увидите никаких деталей строения.

Для изучения строения клеток необходимо большее увеличение, в таких случаях пользуются микроскопом. Самый простой, классический микроскоп – световой, или оптический.

3. Устройство светового микроскопа

Слово «микроскоп» происходит от греческих слов «микрос» – «малый» и «скопео» – «смотрю». Изучение объектов с использованием микроскопа называется микроскопия. Световой микроскоп способен давать максимальное увеличение до 2000 раз. Учебный прибор, с которым вы работаете в школе, скорее всего, имеет рабочее увеличение до 800 раз. Рис. 2.

Световой микроскоп

Рис. 2. Световой микроскоп

Микроскоп состоит из основных элементов – объектива и окуляра, которые закреплены в подвижном тубусе. Он, в свою очередь, расположен на металлическом основании – штативе, на котором имеется и предметный столик. В современном микроскопе практически всегда есть специальная осветительная система, состоящая из нескольких линз. В учебном микроскопе её роль выполняет вогнутое зеркало.

В тубус вставлены линзы. В верхнем конце находится окуляр (от латинского слова «окулус» – «глаз») – ближайшая к глазу наблюдателя деталь. Он состоит из оправы и двух увеличительных стёкол. На нижнем конце тубуса помещается объектив (от латинского слова «объектум» – «предмет»), состоящий из оправы и нескольких увеличительных стекол.

Предметный столик выполняет роль поверхности, на которой размещают микроскопический препарат. В центре имеется отверстие, пропускающее свет, отражённый зеркалом.

Микроскоп, имеющий два окуляра, называется бинокулярным. Рис. 3. Он позволяет получать два изображения объекта – для левого и для правого глаза, что обеспечивает объёмное восприятие. Такие микроскопы широко используются в медицине, биологии и геологии.

Бинокулярный микроскоп

Рис. 3. Бинокулярный микроскоп

На оправах окуляров и объективов нанесена информация об их увеличении. Чтобы узнать, насколько увеличивается изображение при использовании учебного микроскопа, надо умножить увеличение окуляра на увеличение объектива. Например, если окуляр дает 10-кратное увеличение, а объектив – 20-кратное, то общее увеличение 10 х 20 = 200 раз.

Даже увеличения в 2000 раз недостаточно, чтобы рассмотреть тонкие детали строения клеток. Тем более невозможно увидеть в световой микроскоп отдельные молекулы или атомы. Для решения этой проблемы в XX в. был изобретен электронный микроскоп, увеличивающий изображение в десятки и сотни тысяч раз. Рис. 4.

Электронный микроскоп

Рис. 4. Электронный микроскоп

История появления микроскопа

Составные световые микроскопы с двумя линзами были изобретены в XVI в. Первого их изобретателя трудно определить точно. Самые ранние сведения о микроскопе относят к 1590 году и связывают с именами Иоанна Липперсгея (который также разработал первый простой телескоп) и Захария Янсена. Рис. 5.

       

Рис. 5.

Чуть позже, в 1624-м году Галилео Галилей представляет свой составной микроскоп, который он первоначально назвал «оккиолино», т. е. «маленький глаз». Годом спустя был предложен термин «микроскоп».

В XVII в. голландец Антони ван Левенгук сконструировал более совершенный микроскоп, дающий увеличение до 270 раз. Левенгук считается первым, кто сумел привлечь к микроскопу внимание биологов. Его изготовленные вручную микроскопы представляли собой очень небольшие изделия с одной очень сильной линзой. Они были неудобны в использовании, однако позволяли очень детально рассматривать изображения. Понадобилось около 150 лет развития оптики, чтобы составной микроскоп смог давать такое же качество изображения, как простые микроскопы Левенгука.

Правила пользования микроскопом

Поставьте микроскоп штативом к себе на расстоянии 5–10 см от края стола. В отверстие предметного столика направьте зеркалом свет.

Поместите приготовленный препарат на предметный столик и закрепите предметное стекло зажимами. Пользуясь винтом, очень плавно опускайте тубус так, чтобы нижний край объектива оказался на расстоянии 1–2 мм от препарата.

В окуляр смотрите одним глазом, не закрывая и не зажмуривая другой. Глядя в окуляр, при помощи винтов медленно поднимайте тубус, пока не появится четкое изображение предмета.

После работы микроскоп уберите в футляр. Микроскоп – хрупкий и дорогой прибор: работать с ним надо аккуратно, строго следуя правилам.

Электронный микроскоп

В электронной микроскопии для построения изображения вместо световых лучей используется пучок электронов. Это позволяет увеличить разрешающую способность электронного микроскопа по сравнению со световым в несколько тысяч раз.

Первый работоспособный прототип электронного микроскопа был построен в 1932 году. Рис. 6. Серийное производство электронных микроскопов было начато в конце 30-х годов.

Первый электронный микроскоп

Рис. 6. Первый электронный микроскоп

Список литературы

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил.

2. Тихонова Е. Т., Романова Н. И. Биология 6. – М.: Русское слово.

3. Исаева Т. А., Романова Н. И. Биология 6. – М.: Русское слово.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Альтами .

2. Научно-популярный проект «Элементы» .

3. Теории и практики .

Домашнее задание

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил. – с. 17, задания и вопрос 1, 2, 3, 4.

2. Какие существуют лупы? Чем они отличаются?

3. Как устроен микроскоп?

4. Подготовьте сообщение о принципах работы электронного микроскопа.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Рефератов нет, есть поурочные планы и разработки уроков