Для чего их применяют увеличительные приборы
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Увеличительные приборы
Общий признак всех живых организмов
Клеточное строение, т. е. тела всех организмов состоят из клеток. Клетки достаточно микроскопичны. Для того чтобы рассмотреть мелкие предметы, невидимые невооруженным глазом, необходимы увеличительные приборы.
Самый распространенный увеличительный прибор — лупа — дает увеличение в 3-5 раз. С ее помощью рассматривают мелкие предметы, плохо различимые глазом. Ее основа — обычное увеличительное стекло. Для удобства в использовании оно вставляется в оправу с ручкой. Более сложные лупы снабжены штативом и предметным столиком из прозрачного стекла. Штативные лупы дают увеличение в 10-25 раз (рис. 1).
Рис.1 Ручная и штативная лупы
Устройство микроскопа
Микроскоп (от греч. микрос — малый, скопэ — смотрю) — сложный прибор, позволяющий получать увеличенное изображение очень мелких предметов (рис. 2). Обычный световой микроскоп дает увеличение до 1500 раз. Значительно большее увеличение дают электронные микроскопы.
Рис.2 Световой микроскоп
Основная часть микроскопа — тубус (от лат. тубус — труба) с увеличительными стеклами. В верхней части тубуса установлен окуляр (от лат. окулярис — глазной), в нижней части — объектив (от лат. объективус — предметный). С обеих сторон тубуса имеются винты настройки.
Тубус крепится к штативу. С помощью винта можно опускать и поднимать тубус. В центре предметного столика имеется маленькое отверстие, под которым установлено вращающееся зеркало для улавливания света. Мощный пучок света просвечивает исследуемые объекты насквозь, поэтому такие микроскопы называются световыми.
Чтобы узнать, во сколько раз увеличивается рассматриваемое изображение, необходимо умножить числа, указанные на объективе и окуляре. Например, если на окуляре число 15, на объективе — 40, то 15 х 40 = 600. Значит, предмет увеличивается в 600 раз.
Приготовление микропрепарата
Оборудование, необходимое для работы с микроскопом:
Прежде чем рассматривать микропрепарат под микроскопом, нужно его приготовить (рис. 3). Для этого берем предметное стекло, наносим на него пипеткой 1-2 капли воды и размещаем на нем снятую кожицу лука, расправляя ее в капле воды. Накрываем покровным стеклом, устанавливаем на предметный столик и рассматриваем.
Рис.3 Приготовление микропрепарата кожицы лука
При увеличении под микроскопом видны продолговатые клетки, плотно прилегающие друг к другу. Особенно хорошо видны оболочка, цитоплазма и ядро клетки. Если вместо воды капнуть слабый водный раствор йода, ядро приобретет темно-коричневый оттенок и будет более четко видно под микроскопом.
Правила работы с микроскопом:
1. С микроскопом работают только сидя на стуле. Микроскоп устанавливают на расстоянии 5-8 см от края стола. Перед работой его необходимо протереть сухой салфеткой и не передвигать до конца работы.
2. Препарат помещают на предметный столик.
3. На препарат направляют зеркалом свет (попадание света наблюдается через окуляр).
4. Пользуясь винтом настройки, плавно опускают и поднимают тубус, пока не появится четкое изображение предмета.
5. После работы микроскоп тщательно протирают и убирают в футляр.
6. Нельзя ставить микроскоп рядом с химическими реактивами. Он должен храниться в чистом шкафу отдельно.
Строение растительной клетки
История появления
Создание увеличительных приборов произошло в древние времена. Первые устройства появились в Египте еще до нашей эры. На основании полученных сообщений становится понятным, что изготовлены они были из горного хрусталя. Такое открытие сделали археологи во время раскопок. После изучения полученной информации стало ясно, что изображение они увеличивали в 1500 раз.
История появления первой трубы связана с Галилео Галилеем. Он сумел сделать аппарат, который являлся прототипом современного микроскопа. Устройство увеличивало рисунок в 300 раз. В XVII веке ученый Торе умел изготавливать лупы с увеличением в 1500 раз. Наконец, Левенгуку удалось изобрести микроскоп. С его помощью можно было изучать строение клетки или какую-то часть ткани микроорганизмов.
Современные оптические приборы основаны на первых простых микроскопах. Их назначение связано с проведением исследований в области биологии или других наук.
Линза и лупа
Основным элементом в любом оптическом приборе является линза. Она представляет собой стеклянный материал выпуклой или вогнутой формы. Падающие на стекло лучи преломляются и сходятся в одной точке. Это позволяет видеть объект в увеличенной форме.
Линза вставляется в оправу, которая бывает 3 видов:
Такое устройство называется лупой. Ей можно пользоваться, если не требуется рассматривать микроскопические ткани, поскольку изображение увеличивается только в 25−30 раз.
Существует несколько вариантов таких изделий:
Кроме основных видов, часто встречаются комбинированные варианты. Например, к карманной лупе еще добавляется шнурок.
Современный микроскоп
Чтобы понять, какие увеличительные приборы используют современные ученые, нужно ознакомиться с их устройством. Такие аппараты называются микроскопами. Они обладают большим увеличением. С их помощью можно рассматривать бактериальный состав живых организмов. В состав аппарата входят узлы:
Конструкция таких микроскопов является простой, поэтому и увеличение они дают только в 300 раз. Если посмотреть на фотографию сложных устройств, то видно, что такие аппараты состоят из большого количества деталей. При этом они увеличивают рисунок линий тканей в несколько тысяч раз.
Применение аппарата в школе
На биологии в 5 классе такие аппараты используются для исследования строения микроскопических тканей. В задачу учащихся включается требование подготовить прибор для работы. Для этого используются составляющие:
На основное стекло с помощью пипетки наносится капля воды. Берется изучаемая живая ткань, отпрепарируется иглой в виде тонкой пленки и укладывается в каплю воды. Сверху ткань накрывается покрывным стеклом. При помощи фильтровальной бумаги убирается лишняя вода. Также нельзя допускать присутствие воздуха.
Исследование проводится со следующими тканями:
Вся полученная информация оформляется в виде доклада. В нем следует подробно описать результаты проведенного опыта, изобразить с помощью рисунков полученные сведения и поставить свою подпись.
Лупа. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности
Лупа – увеличительный оптический прибор, состоящий из одной или пары линз. Она используется для зрительного увеличения изображения и объектов, расположенных на конечном расстоянии от нее.
Где используется лупа
С помощью лупы можно зрительно увеличить предметы для их более детального осмотра. Также она может помочь сфокусировать изображение на глаз при плохом зрении. Она эффективней чем очки, но менее удобна, поэтому для этой цели используется не так часто.
Лупы применяют в качестве рабочего инструмента люди различных профессий:
С помощью лупы можно детально рассмотреть малозаметные для невооруженного человеческого глаза детали. В связи с этим это незаменимый инструмент для нумизматов, часовых мастеров и т.д.
Устройство лупы
В простом исполнении устройство представляет собой линзу, помещенную в оправу с рукояткой. Также возможно усложнение конструкции, к примеру, оснащение ее нескольким линзами, или применение специализированных корпусов, для их более удобного использования в том или ином направлении. Возможно наличие защитного чехла или подсветки.
Главная рабочая часть лупы – это ее линза. Она может быть изготовлена из разных материалов:
Наиболее качественной и долговечной является стеклянная линза. К сожалению, она более сложная в производстве, поэтому лупа с ней стоит дороже. Устройство со стеклянной линзой весит больше, зато оно менее подвержено риску получения царапины, что весьма неприятно для оптических приборов. Следующими по популярности, практичности и долговечности идут линзы из оптического полимера. Они немного легче стеклянных, но при этом почти такие же стойкие к механическому повреждению. Изделия из акрилового пластика наименее удобные и долговечные Изображение, прошедшее через них, получится немного размытым и искаженным. Кроме этого недостаток этого материала в его мягкости. Он достаточно легко царапается. Полученные в результате дефекты нужно отшлифовать. Для этого можно применить метод химической полировки, что позволит добиться практически идеальной гладкости линзы.
Как пользоваться лупой
Чтобы воспользоваться лупой, необходимо разместить ее в непосредственной близости от объекта исследования. Затем вглядываясь через ее линзу, нужно отдалять предмет, пока не удастся уловить фокус. Глаз при этом должен располагаться как можно ближе к лупе. В результате линза даст прямое зрительное увеличение объекта, что позволит его рассмотреть детально. Это объясняется тем, что лучи от изображения будут попадать на глаз под большим углом, чем в этих же условиях, но без лупы. Этот эффект провоцирует зрительное увеличение.
При работе с лупой имеется небольшой секрет – необходимо ее располагать не на расстоянии от глаза, а как можно ближе, но естественно не загородив доступ освещения. В результате этого будет отсутствовать зрительный контраст между увеличенной частью изображения на линзе в рамке лупы, и его реальным размером, просматриваемым сбоку. Именно в связи со столь большим видимым перепадом создается психофизическое явление, при котором эффект увеличения кажется меньшим, чем в реальности. На самом деле коэффициент увеличения от того насколько близко располагаются органы зрения от лупы не зависит. Просто на близком расстоянии хрусталик глаза работает более эффективно, что в сочетании с эффектом линзы дает максимальный результат увеличения.
Для большинства людей использующих лупу с нормальным зрением лучше всего держать ее на расстоянии 25 см от глаз. Особенность этого столь простого оптического прибора в том, что им могут пользоваться люди с различным состоянием глаз. Даже имея плохое зрение, сквозь нее можно просматривать четкое увеличенное изображение. Нужно просто найти индивидуальное расстояние наилучшего зрения.
При переворачивании в обратную сторону, она работает наоборот. Лупа визуально уменьшает изображение. Нужно отметить, что ее применение таким образом не рекомендовано людям с дальнозоркостью, так как это перенапрягает кристаллик глаза.
Степень увеличения
Лупы могут оснащаться линзой с разной кратностью увеличения. Именно этот параметр является приоритетным при выборе инструмента. Степень увеличения лупы выражается в диоптриях, как и у очков. Чем больше диоптрий у лупы, тем крупнее она увеличивает изображение. Здесь имеется один важный момент – степень увеличения и диоптрии это разные значения. Так, если устройство имеет 3 диоптрия, то оно зрительно увеличивает изображение всего на 1,75 раз.
Стоит отметить, что большой уровень увеличения лупы не всегда удобен. Не рекомендовано использовать устройство, технические возможности которого могут оказаться избыточными. Вся проблема в том, что чем крупнее увеличение, тем большее фокусное расстояние у линзы. То есть, если она увеличивает объект лучше, то тот должен находиться от него дальше. Это попросту может быть неудобным, особенно при выполнении работы с мелкими предметами.
Нестандартное применение лупы
Лупа является достаточно специфическим инструментом, так как может использоваться не только для визуального увеличения изображения. Ее также можно применять, чтобы:
Если пропустить сквозь линзу лупы солнечный свет и добиться такой фокусировки, чтобы образовать мелкую световую точку, то ее температура будет достаточной для возгорания. Таким образом, лупы могут применяться в качестве инструмента для получения огня. Однако недостаток этого способа в том, что его применение возможно только в дневное время в ясную погоду. При использовании лупы для розжига, нужно стараться концентрировать световую точку на поверхностях темных тонов. Светлые цвета отражают часть света, по этой причине возгорание может запоздать. Сигналом его начала является выделение дыма.
Если направлять луч через лупу, то с ее помощью можно выполнять выжигание на деревянных поверхностях, рисунков, надписей. Также с помощью этого инструмента получится паять пластиковые детали.
Виды по назначению
Лупа востребованный прибор, используемый в различных областях. В связи с этим классическая форма устройства подвергалась различным изменениям под тот или иной способ применения. На фоне этого появилось несколько видов луп, имеющих принципиальное отличие касательно техники их применения.
И так существуют следующие виды луп:
Обычная лупа представляется собой линзу в оправе с рукоятью. Это наиболее распространенная разновидность этого инструмента. Уровень ее увеличения обычно составляет до 5 раз, но может быть и больше. Таким устройство удобно увеличивать текст, а также различные мелкие предметы. Вся проблема в том, что в это время нужно держать лупу одной рукой. То есть, работать с ней не так удобно. Она больше подходит для изучения, чем для выполнения каких-то действий. Однако именно лупой такого типа проще всего разжечь костер.
Обычные лупы также производят в компактном складном виде. Они оснащаются чехлом, исключающим вероятность повреждения линзы при падении. Такие устройства оснащаются очень мелкими линзами, поэтому реальная польза от их применения не столь велика. Обычные лупы могут оснащаться системой подсветки. Ее наличие улучшает обзор увеличиваемого объекта.
Лупы в виде линеек предназначены для чтения. Они увеличивают сразу целую строку текста с мелким шрифтом, при этом устройство также может послужить в качестве закладки.
Для просмотра зерен напоминают стакан, вместо дна у которого располагается линза. С помощью такого устройства выполняется изучение семян, с целью оценки их здоровья, степени поражения насекомыми или других параметров. Этим устройствам можно диагностировать грибковое заболевание зерна. Сбоку лупы имеется вырез, через который и опускается зерно для осмотра. По низу выреза имеется бортик. Им исключается вероятность того, что семена рассыплются. Это устройство имеет рассчитанное фокусное расстояние, совпадающее с высотой стакана корпуса. Благодаря этому во время исследования зерна, устройство выставляется на стол.
Часовая лупа применяется специально для выполнения ремонта часов. С ее помощью можно нормально видеть мелкие детали, которые невооруженным глазом практически незаметны. Особенность работы часовщика в том, что он должен действовать двумя руками. Это не позволяет держать обычную лупу. В связи с этим линза помещается в окуляр, сделанный в виде короткой трубки. Корпус устройства прикладывается к глазу и удерживается в рабочем положении за счет сведения мимики лица. Это не очень комфортно, но практично.
Текстильная лупа применяется только в узкой специализации. С ее помощью выполняется осмотр брака при производстве тканей.
Лупы на струбцине представляют собой большую линзу, закрепленную на гибкой стойке. Та в свою очередь фиксируется к столешнице или другой поверхности струбциной. Это удобное простое оборудование, которое используют мастера маникюра, художники, врачи и т.д.
Большим спросом пользуются лупы лампы. Они необходимы для визуального увеличения объектов с большой детализацией. Это очень востребованное оборудование, применяемое художниками реставраторами, косметологами, медицинскими работниками.
Вопросы к параграфу 6 — ГДЗ по Биологии 5 класс Учебник Пасечник
§6. Устройство увеличительных приборов
Вопросы в начале параграфа
1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
Бинокль, лупа, микроскоп, телескоп.
2. Для чего их применяют?
Их применяют для того, чтобы лучше рассмотреть какой-нибудь объект, т.к. приборы содержат увеличительные стекла и увеличивают объект в несколько раз.
Вопросы в конце параграфа
1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
Ручная лупа, штативная лупа, оптический микроскоп, электронный микроскоп.
2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?
Лупа — самый простой увеличительный прибор. Лупы бывают ручные и штативные.
Лупа состоит из ручки/штатива и увеличительного стекла, выпуклого с двух сторон и вставленного в оправу. Ручная лупа увеличивает предметы в 2—20 раз, штативная лупа в 10—25 раз.
3. Как устроен микроскоп?
Световой микроскоп состоит из тубуса, окуляра, одного или нескольких объективов, штатива, предметного стола с отверстием, винтов и зеркала. В зрительную трубку, или тубус, этого микроскопа вставлены увеличительные стекла (линзы). В верхнем конце тубуса находится окуляр, через который рассматривают различные объекты. Он состоит из оправы и двух увеличительных стёкол. На нижнем конце тубуса помещается объектив, состоящий из оправы и нескольких увеличительных стекол. К штативу. К штативу прикреплен тубус и предметный столик, в центре которого имеется отверстие и под ним зеркало. Пользуясь световым микроскопом, можно видеть изображение объекта, освещенного с помощью этого зеркала.
4. Как узнать, какое увеличение дает микроскоп?
Чтобы узнать, насколько увеличивается изображение при использовании микроскопа, надо умножить число, указанное на окуляре, на число, указанное на используемом объекте.
Подумайте
Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?
В световом микроскопе присутствует предметный столик, в центре которого имеется отверстие и под ним зеркало. Такое строение микроскопа позволяет подсвечивать предмет снизу. Если поместить на предметный столик непрозрачный объект, то световой луч от зеркала не сможет пройти сквозь него, а значит мы не сможем изучить предмет.
Задания
Выучите правила работы с микроскопом.
Используя дополнительные источники информации, выясните, какие подробности строения живых организмов позволяют рассмотреть самые современные микроскопы.
Электронные микроскопы позволяют рассмотреть очень маленькие объекты. В них можно рассмотреть клетки живых организмов, строение клеток и их мельчайших частиц.
Иногда требуется не только увидеть в микроскоп строение поверхности предмета, но и узнать его пространственную форму. Как известно, для того, чтобы изображение предмета стало рельефным, т. е. объёмным, предмет нужно рассматривать одновременно двумя глазами. Для этой цели имеются специальные микроскопы с двумя объективами и двумя окулярами — так называемые бинокулярные микроскопы.
Большое и широкое развитие получила к настоящему времени и техника микроскопических исследований. Создано много различных вспомогательных приспособлений к микроскопу, которые позволяют более удобно его использовать и вместе с тем значительно расширяют возможности и области его применения.
К числу таких приспособлений относится препаратоводитель — устройство, с помощью которого можно плавно и непрерывно перемещать исследуемый объект в плоскости предметного столика микроскопа и получать тем самым возможность вводить в поле зрения микроскопа ту или другую интересующую исследователя часть изучаемого объекта.
§ 6. Устройство увеличительных приборов — Пасечник. 5 класс. Учебник
Вопросы в начале параграфа
1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
Очки, лупа, микроскоп, подзорная труба, бинокль, телескоп
2. Для его их применяют?
Данные приборы необходимы для того, чтобы рассматривать предметы, которые сложно рассмотреть невооружённым глазом. Это могут быть либо очень мелкие объекты, либо очень далеко расположенные, например, небесные тела.
Лабораторные работы
Лабораторная работа: Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений
1. Рассмотрите ручную лупу. Какие части она имеет? Каково их назначение?
Ручная лупа состоит из трёх частей: ручки, оправы и двояковыпуклого увеличительного стекла.
Ручка нужна для того, чтобы было удобно пользоваться лупой, оправа — для присоединения увеличительного стекла к ручке, а увеличительное стекло (главная составная часть лупы) — для получения увеличенного изображения рассматриваемого предмета.
2. Рассмотрите невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Что характерно для их строения?
Если внимательно рассмотреть мякоть томата, арбуза или яблока, то даже невооруженным взглядом можно заметить, что мякоть плодов состоит из мельчайших крупинок — клеток.
3. Рассмотрите кусочки мякоти плодов под лупой. Зарисуйте увиденное в тетрадь, рисунки подпишите. Какую форму имеют клетки мякоти плодов?
Лабораторная работа: Устройство микроскопа и приёмы работы с ним
1. Изучите микроскоп. Найдите тубус, окуляр, объектив, штатив с предметным столиком, зеркало, винты. Выясните, какое значение имеет каждая часть. Определите, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение объекта.
Световой микроскоп может увеличивать изображение предметов до 3 600 раз. Для того чтобы узнать какое увеличение позволяет получить тот или иной световой микроскоп, надо перемножить увеличительные возможности окуляра на увеличительные возможности объектива (подписано на соответствующих частях микроскопа).
2. Познакомьтесь с правилами пользования микроскопом.
Правила работы с микроскопом
3. Отработайте последовательность действий при работе с микроскопом.
Вопросы в конце параграфа
1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
Ручная лупа, штативная лупа, оптический микроскоп, электронный микроскоп.
2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?
Лупа — это самый простой увеличительный прибор. Она состоит из увеличивающей линзы, оправы и ручки или штатива.
Ручные лупы могут увеличивать предметы в 2 — 20 раз. Штативные лупы обычно мощнее. Они могут увеличивать предметы в 10 — 25 раз.
3. Как устроен микроскоп?
Световой микроскоп состоит из тубуса, окуляра, одного или нескольких объективов, штатива, предметного стола с отверстием, винтов и зеркала.
В тубусе, окуляре и объективах находятся увеличительные линзы. Предметный столик используется для размещения на нем микропрепарата, а зеркало — для направления луча света на исследуемый объект. При помощи винтов можно установить микроскоп в оптимальное для исследования положение. Штатив же удерживает все элементы микроскопа и делает работу на нем удобной.
4. Как узнать, какое увеличение даёт микроскоп?
Для того, чтобы узнать какое увеличение даёт конкретный микроскоп нужно посмотреть на цифры, которые написаны на оправе окуляра и объектива, а затем перемножить эти цифры. Например, на окуляре может быть написано 10х, а на объективе 30х. Тогда наибольшее возможное увеличение, которое может дать данный микроскоп, будет равно 10 • 30 = 3 000 раз. То есть можно будет увеличить рассматриваемый объект в 3 000 раз.
Подумайте
Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?
Невозможность изучения на световом микроскопе непрозрачных предметов объясняется особенностью конструкции данного типа оборудования.
Как мы знаем, зеркало, отражающее и направляющее световые лучи на изучаемый объект, находится под предметным столом с микропрепаратом. То есть изучаемый объект должен быть подсвечен снизу для того, чтобы мы могли увидеть его структуру.
Если же в качестве микропрепарата используется непрозрачный объект, то световой луч от зеркала не может пробиться сквозь него и в окуляр можно будет увидеть только тёмное пятно.
Задания
Выучите правила работы с микроскопом.
Используя дополнительные источники информации, выясните, какие подробности строения живых организмов позволяют рассмотреть самые современные микроскопы.
С помощью современных микроскопов, например электронных, можно рассмотреть вирусы, бактерии, клетки живых организмов, составные части клеток: вакуоль, ядро, цитоплазму и т.д. Можно понаблюдать за кровяными тельцами, строением растений и их частей и прочими объектами.
Сейчас существуют устройства, которые позволяют увидеть объемное 3-х мерное изображение изучаемого объекта. Называются такие устройства стереомикроскопы. При помощи такого оборудования чаще всего проводится изучение поверхности металла, древесины, пластмассы, минералов и других твёрдых предметов.
Словарик
Клетка — это элементарная единица строения всех живых организмов кроме вирусов.
Лупа — это самый простой увеличительный прибор, который состоит из двояковыпуклого увеличительного стекла, оправы и ручки (или штатива).
Микроскоп — это увеличительный прибор, который работает при помощи оптических линз и способен увеличивать изображение объекта в десятки, сотни или даже в тысячи раз.
Тубус — это деталь микроскопа, в которой расположены увеличительные линзы.
Окуляр — это верхняя часть тубуса микроскопа, состоящая из линзы и оправы и предназначенная для рассматривания изучаемого объекта.
Объектив — это нижняя часть тубуса микроскопа, включающая в себя несколько увеличительных стекл и оправу и предназначенная для дополнительного увеличения изображения объекта.
Штатив — это деталь микроскопа, предназначенная для соединения и удержания остальных деталей этого прибора.