Строение электронного микроскопа с подписями как в впр по биологии
Обновлено: 08.07.2024
Давайте начнем с маленькой загадки - как вы думаете, что это такое?
Ну а пока представьте, что вы хотите рассмотреть что-то очень маленькое, то что невозможно увидеть просто “присмотревшись повнимательнее”? Или вы хотите увидеть самые мелкие детали чего-то? Что вы используете?
Первое, что приходит в голову - использовать лупу или сразу взяться за микроскоп!
Но что делать, если вы хотите рассмотреть саму структуру чего-то, например, увидеть транзистор в процессоре?
Что вы сделаете? Просто переключитесь в микроскопе на линзу с большим увеличением? Сработает ли это?
Сегодня мы с вами покроем множество очень интересных тем:
- посмотрим на настоящий электронный микроскоп,
- поймем - зачем он вообще нужен,
- разберемся как увеличить что-то в сотни тысяч раз с помощью электронов и расскажем как человек научился видеть отдельные атомы!
Все как вы любите! Подробно и понятно.
Ну и еще сразу вам тут затравочку - сегодня мы посмотрим на Droider в настоящий электронный микроскоп! И нет - это не кликбейт!
Наверняка кто-то из вас в детстве по примеру Шерлока Холмса с помощью обычной линзы разглядывал все вокруг! Ведь это так круто видеть что-то в увеличении - создается ощущение, что открывается абсолютно новый, неизведанный маленький мир.
Так вот, если говорить простыми словами, то по принципу обычной увеличительной линзы и работает обычный оптический микроскоп!
Конечно, его устройство сильно сложнее - микроскоп это комбинация линз с заранее подобранными оптическими параметрами, которые собраны в правильной комбинации. Однако, сам принцип работы остается тем же.
Свет в видимом диапазоне длин волн либо проходит сквозь объект, либо отражается от поверхности, и, проходя, через систему увеличивающих и фокусирующих линз попадает сначала в окуляр и потом к нам в глаз.
Современные оптические микроскопы - это действительно массивные и сложные устройства, состоящие из десятков различных линз и зеркал, которые собраны в особом порядке, чтобы дать человеку возможность смотреть на объекты разного типа и с разным увеличением!
И линзы бывают разные. От линз с 2-3 кратным увеличением до довольно массивных линз со способностью увеличивать объекты в 100 раз. Только посмотрите на разрез линзы от компании Цайз с 50кратным увеличением! А комбинацией с правильным окуляром можно добиться увеличения даже в две тысячи раз.
Проблема
И тут мы можем задать вопрос - в чем же тогда проблема вообще? Ведь можно просто до безумия искривлять линзы и создавать сложные системы, которые будут увеличивать даже в десятки тысяч раз. Таким образом мы и сможем посмотреть на самые крошечные детали чего угодно! Но все как обычно очень непросто и связано это с физическими ограничениями видимого света!
Ведь видимый свет это волна с определенной длинной. Оптический микроскоп использует его оптический спектр, то есть примерно от 800 до 400 нанометров.
А физика, бессердечная такая сволочь, к сожалению не позволяет нам, различать объекты, которые меньше примерно половины длины волны. То есть с помощью обычного оптического микроскопа, мы не сможем различить ничего что мельче примерно 200 нанометров.
Это ограничение получило название в честь Немецкого ученого Эрнста Аббе, которое так и называется - Дифракционный предел Аббе. И он позволяет получить значение минимального разрешения не только для видимого света, но и для любой другой электромагнитной волны. Вы ведь помните что свет - это тоже электромагнитная волна?
Внимательный наш читатель вспомнит, что эту же формулу мы показывали вам в ролике про экстремальную ультрафиолетовую литографию, когда говорили об ограничении разрешения для глубокого ультрафиолета. Так вот тут тоже самое.
Современные микроскопы со специальными линзами, конечно, умеют смотреть на маленькие объекты и позволяет, например, увидеть живые клетки или даже бактерии, но этого все равно не хватает, например, чтобы увидеть вирусы - тот же самый SARS-COV-2.
Решение проблемы
И как же обойти эту проблему? Да и вообще возможно ли ее обойти? Оказалось? что да. В целом есть два пути.
STED микроскопия
Первый путь, о котором мы вам тут расскажем - это изобретение за которое совсем недавно, в 2014 году, была вручена Нобелевская премия по химии.
Это так называемая STED или микроскопия на основе подавления спонтанного испускания. Именно она позволяет преодолеть дифракционный предел оптического микроскопа.
Правда у технологии есть ограничение - совсем не все материалы можно рассмотреть в такой микроскоп. Но она позволила видеть различные сложные белковые, да и другие органические соединения!
Это связано с тем, что необходимо смотреть на материалы, которые могут переходить в особое состояние под воздействием лазерного излучения. То есть в состояние, когда они сами начинают испускать свет!
Как же это работает?
Тут используется два лазера, один из которых называется возбуждающий лазер, и второй, специально подобранный по параметрам длины волны. Он называется охлаждающим лазером.
Этот охлаждающий лазер компенсирует по периметру возбуждение от первого лазера и в результате сочетания этих волн создается очень маленькая область, которая начинает светиться. Появилась возможность различать объекты величиной уже около 30 нм, что уже позволяет видеть вирусы, например! А это почти в 7 раз меньше, чем у обычного микроскопа! Все равно, что с Земли рассмотреть футбольный мяч на Луне! Вот такой вот элегантный метод обмануть физику!
Электронный микроскоп
Ну хорошо. Теперь мы разобрались с тем, как можно преодолеть физический барьер в оптической микроскопии. Какой же второй путь обхода барьера? Да и что делать, если мы хотим увидеть неорганические вещества или вообще что-то меньше 30 нанометров?
И тут мы опять возвращаемся к нашей формуле, которая говорит нам о том, что максимальное разрешение - это половина длины электромагнитной волны. И ученые подумали - а зачем использовать видимый спектр, когда можно взять что-то с очень короткой длиной волны и пошли смотреть, что же там есть в коротковолновом спектре!
В общем, они решили не мелочиться и использовать сразу пучок электронов. Ведь длина волны электронов, ускоренных в электрическом поле равна примерно 0,4 Ангстрем. Или 0.04 нанометра! Это в 10 тысяч раз меньше, чем у видимого света! Кстати, если вы не знали, то размер атома водорода как раз около 1 Ангстрема. Итак, давайте разберемся что же такого крутого в электронных микроскопах!
Источник электронов и линзы
Сам концепт и первый прототип такого микроскопа был представлен, вы не поверите, еще в 1932 году, в Германии, и выглядел он вот так!
В целом, принцип работы с тех пор остался почти неизменный, хотя конечно его использование стало намного более User Friendly.
Но как же он работает?
Если вы смотрели наше крутое видео о магии создания процессора или читали материал, то там мы рассказывали, что для испарения некоторых материалов используется сфокусированный луч электронов и источником этих электронов служит вольфрамовая нить. В электронном микроскопе все примерно также. Зачастую вольфрам служит источником электронов. Тонкая нить нагревается до высоких температур и начинает испускать электроны в большом количестве.
А дальше начинается самое интересное. Эти электроны надо ускорить и сфокусировать. Да - сфокусировать именно так, как вы фиксируете свет в вашем объективе или обычном оптическом микроскопе. Только в этом случае воспользоваться стеклянными линзами просто не получится - весь электронный пучок полностью поглотится на самой первой линзе. В итоге для этого надо использовать электростатические линзы. Фактически, это такие электроды специальной формы, которые создает определенное электромагнитное поле. Это и позволяет фокусировать луч электронов, а также ускорять их до больших энергий!
Так же как и свет, падающий на поверхность материала в оптическом микрокопе, электронный луч дает нам информацию и позволяет фактически увидеть образец.
Тут стоит сказать, что в целом существует два основных типа электронных микроскопов, которые очень сильно отличаются.
Первый - это так называемый сканирующий электронный микроскоп, или просто СЭМ.
В нем сфокусированный пучок электронов попадает на поверхность образца практически любого размера, и происходит магия физики, из-за которой одни электроны выбивают другие электроны из атомов материала, на который мы смотрим.
Эти новые электроны называются вторичными и обладают относительно маленькими энергиями, что и позволяет специальному детектору их легко улавливать. Появление этих вторичных электронов происходит очень локально и это позволяет повысить точность получение изображения.
Дальше сфокусированный пучок начинает сканировать поверхность материала и в зависимости от рельефа поверхности на детектор попадает разное количество вторичных электронов. Вот так и получается картинка.
Именно поэтому все изображения с электронного микроскопа черно-белые. То есть фактически - это просто разная интенсивность в разных участках снимка. А любые цветные изображения с электронного микроскопа - это просто раскрашенные картинки.
СЭМы - самые часто используемые микроскопы на производствах процессоров, так как они позволяют быстро посмотреть на качество поверхности, да и вообще их используют для контроля на каждом этапе изготовления.
И перед тем, как мы посмотрим на Droider в микроскоп, надо рассказать про еще один незаменимый инструмент в руках ученых и инженеров!
Это просвечивающий электронный микроскоп или ПЭМ! Это огромная труба, занимающая одну, а то и две комнаты. А стоит он около миллиона долларов. Но на самом деле интересно не то сколько он стоит, тут понятно что такая техника очень дорогая.
Интересно то, что для его работы строят специальные комнаты, с огромными бетонными подушками, уходящими на много метров под землю. Они нужны чтобы гасить любые вибрации и возмущения - вот настолько чувствительно это оборудование. Если бы не такие подушки, то любое изображение было бы смазанным из-за того, что кто-то хлопнул дверью в другом конце здания.
Его отличие от СЭМа в том, что он имеет гораздо большее разрешение! И связано это с особенностями самого образца и пучка электронов.
Если в СЭМе мы регистрировали новые электроны, которые вылетели из нашего образца под воздействием электронного пучка, то в ПЭМе мы смотрим на то как меняется наш исходный пучок электронов, который пролетел сквозь образец.
Суть в том, что пролетая через образец и взаимодействуя с атомами материала электроны меняются, а дальше попадают в детектор, который уже и говорит нам о том, как именно поменялся сам исходный пучок электронов.
Если вы внимательно слушали наше объяснение, то вы можете спросить, как же так - ведь электроны просто рассеются в образце и мы ничего не увидим.
И вы будете абсолютно правы! Ведь для ПЭМа нужно специально подготавливать образцы - они должны быть очень тонкими. До 100 нанометров, а вообще чем тоньше, тем лучше. В идеале всего десять-двадцать нанометров.
Для этого используются сложные методы подготовки образцов, например специальный луч ионов, который как тонкий лазер вырезает маленький кусок образца, который потом исследуют уже в микроскопе. Это и позволяет с помощью ПЭМа ученым видеть даже отдельные атомы!
Вот посмотрите: каждая точка это атом Палладия, видно даже то насколько ровная кристаллическая решетка у материала! Обратите внимание на шкалу в левом нижнем углу, всего один нанометр. И мы уже сейчас можем такое видеть, потрясающе!
Droider в электронном микроскопе
Теперь когда мы с вами разобрались с тем, как работает электронный микроскоп - настало время посмотреть на надпись Droider в настоящий электронный микроскоп, а точнее в СЭМ. Она была вырезана лазером на тонком листе нержавеющей стали. Более того были сделаны много надписей от большой, до надписи размером несколько микрометров.
Тут вы видите загрузку этой пластины в микроскоп!
А вот сама пластина в микроскопе уже. Кстати на всех этих картинках обращайте внимание на шкалу масштаба и на цифры в у параметра Mag, то есть увеличение! Вот уже можно рассмотреть надпись Droider с увеличением в 55 раз.
Так едем вниз к надписи поменьше.
Интересно, а какой толщины буква i в этой надписи - давайте глянем. Всего 100 микрометров, чуть толще человеческого волоса.
Так? но есть надпись и еще меньше - едем еще ниже и смотрим внимательнее.
До сих пор нет достоверных сведений о появлении первого микроскопа. В начале XVI века первым человеком, который предложил объединить 2 линзы для увеличения изучаемых объектов, был известный врач из Италии Д. Фракасторо. По другим данным, первый оптический прибор изобрели в Голландии отец и сын Янсены.
Известно это стало после заявления, сделанного в середине XVII века младшим Янсеном. Существует версия, что первую конструкцию с выпуклой и вогнутой линзами создал знаменитый Галилео Галилей в начале XVII века. Спустя 10 лет К. Дреббель собрал устройство с двумя выпуклыми линзами, в качестве которых он использовал 2 лупы.
Через несколько лет голландец К. Гюйгенс, создавший окуляр для телескопа, придумал и собрал двухлинзовую систему, которая регулировалась, не разлагая света на составные цвета. Это изобретение стало настоящим прорывом в истории создания оптической техники, а окуляры Гюйгенса применяются и по сей день.
Большую роль в разработках оптических приборов сыграл известный основоположник научной микроскопии Левенгук. Он собирал небольшие устройства с одной мощной линзой. Хотя простые конструкции были очень неудобны, но они давали возможность детальней изучать изображения объектов, чем составные приборы.
Виды микроскопов
За всю историю развития микроскопной техники было изобретено множество приборов. Все они отличались устройством и принципом действия. Основные виды микроскопов:
- оптические;
- электронные;
- сканирующие зондовые;
- рентгеновские.
Оптические и электронные
Самым простым и недорогим устройством считается оптический прибор. По своим техническим параметрам он позволяет увеличивать изображение объекта в 2 тыс. раз. Благодаря такому высокому показателю, с помощью оптического микроскопа можно исследовать:
- структуру клеток;
- поверхность ткани;
- дефекты на искусственных объектах и т. д.
Приборы с таким увеличением выполнены более качественно, поэтому стоят довольно дорого. Большинство устройств обладают простой конструкцией и небольшим увеличением. Применяются они в основном для учебных целей при выполнении лабораторных работ по биологии. Обычно приборы имеют несколько подвижных объективов с разными показателями увеличения, которые можно менять, в зависимости от выполняемой работы.
Более современным прибором считается электронный микроскоп, который может увеличивать изображение предмета в 20 тыс. раз. От оптического устройства он отличается тем, что вместо луча света используется пучок электронов. Специальные магнитные линзы преобразовывают в изображение перемещение отрицательно заряженных частиц, а направленность пучка регулируется изменением магнитного поля.
Использование прибора в комплексе с компьютером позволяет значительно увеличить изображение и одновременно сделать снимок объекта. Недостатком таких устройств считается высокая стоимость и их эксплуатация только в лабораторных условиях, так как молекулы воздуха воздействуют на электроны, нарушая четкость изображения. Кроме того, чтобы на функционирование микроскопа не влияли внешние магнитные поля, лаборатории размещают в подземных бункерах с толстыми стенами.
Зондовые и рентгеновские
Сканирующие устройства позволяют получить нужное изображение с помощью специального зонда, который выполняет роль объектива и проводит исследование объекта. В итоге получается трехмерное изображение с точными характеристиками исследуемого предмета. Эта новая техника обладает довольно высоким разрешением, а зонд представляет собой сложный механизм, оснащенный чувствительными сенсорами, которые реагируют на перемещение электронов.
Зачастую такие конструкции используются для сканирования объектов со сложным рельефом. Сканерами исследуются внутренние пространства труб и мелких тоннелей. В результате исследования полученные первоначальные показатели обрабатываются математическим методом с помощью специальной компьютерной программы.
Для исследования предметов, размеры которых соизмеримы с длиной электромагнитных волн от 10 до 0,001 нм, применяются рентгеновские микроскопы. По своим характеристикам и эффективности работы эти приборы находятся между оптическими и электронными устройствами. Рентгеновские волны могут проникать сквозь поверхность объекта, поэтому существует возможность, кроме структуры предмета, узнать его химический состав.
Строение приборов
Все микроскопы делятся по классам сложности, и всего их существует 6. К первым относятся простые конструкции, а к последним — самые сложные. Устройство микроскопа зависит от его типа и назначения. Чтобы ознакомиться с основными частями оптического устройства, достаточно узнать строение простейшего лабораторного прибора.
Рисунок (раскраска) карандашом — строение микроскопа с подписями. Обозначения узлов схемы:
- Окуляр.
- Тубус.
- Штатив.
- Винт грубой настройки фокуса.
- Винт тонкой регулировки.
- Основание.
- Насадка.
- Объективы.
- Зажимы.
- Предметный столик.
- Конденсор с диафрагмой.
- Осветитель.
На старых моделях установлены зеркала, которые выполняют функцию отражателя света, а вместо зажимов применяется стекло. Основной частью микроскопа являются объектив и окуляр, кроме того, это главные детали оптической системы. С помощью этого узла происходит формирование изображения объекта. Чтобы изменить кратность, в профессиональных приборах подбираются различные комбинации окуляров и объективов.
Для определения увеличения микроскопа следует умножить соответствующий показатель окуляра на значение объектива. К механической части прибора относятся: тубус, штатив, столик, система фокусировки, револьверная головка. Фокусировка выполняется двумя винтами (грубой и тонкой настройки), чтобы можно было быстро отрегулировать резкость изображения предмета.
При этом на некоторых конструкциях регулировка осуществляется перемещением столика, а на других — тубуса. На профессиональных микроскопах обычно устанавливают съемные объективы, которые крепятся резьбовым соединением. Важную роль в оптическом приборе играет осветительная система, в которую входят: источник света, конденсор, диафрагма.
Конденсор устроен из линз или зеркал, предназначен для сбора лучей света и направление их на изучаемый объект. Он может состоять из одной, двух или трех линз. Пользователь, поднимая или опуская устройство, конденсирует или рассеивает свет, падающий на предмет. Яркость плавно регулируется с помощью диафрагмы, которая обычно бывает ирисовой. Источник света может быть как встроенным, так и внешним, а сложные конструкции обладают еще несколькими подсветками.
Особенности работы с устройством
Для эффективного изучения объектов следует соблюдать ряд правил при работе с микроскопом. Придерживаясь их, пользователь более эффективно проведет исследование предмета:
- Перед началом работы следует подготовить себе место за столом, поставив удобный стул.
- Все действия необходимо выполнять только сидя.
- Прибор надо протереть от пыли и пятен мягкой салфеткой.
- Заняв место за столом, установить микроскоп немного левее себя.
- Работа начинается с небольшого увеличения.
- Затем устанавливается уровень освещения. Для этого следует включить источник света и, глядя в окуляр одним глазом, установить нужную яркость. Если микроскоп с зеркалом, его направляют вогнутой стороной на окно, чтобы отражение света попадало на предметный столик.
- Когда прибор будет настроен, на столик крепится зажимами исследуемый объект. Далее, винтом грубой регулировки тубус устанавливается так, чтобы расстояние между линзой и предметом было 4—5 мм.
- Проверив местоположение объекта, винтом тонкой регулировки устанавливается окончательная резкость.
- Для детального изучения предмета, повернув револьверную головку, следует установить объектив, увеличивающий в 40 раз. Затем опять микрометренным винтом настроить правильный фокус. Причем регулировка осуществляется таким образом, чтобы риска на винте постоянно находилась между двумя черточками на коробке механизма. Если это правило нарушить, винт просто перестанет работать.
Закончив работу с большим увеличением, следует опять вернуться на малое значение, поднять объектив, убрать объект со стола, протереть все детали прибора, поставить его в шкаф и накрыть полиэтиленовой пленкой.
Научный метод «наблюдение» представляет собой комплекс целенаправленных восприятий явлений объективной действительности, в процессе которых наблюдатель может получать знания о внешних сторонах, свойствах, реакциях изучаемого конкретного объекта.
№ 2. Какие увеличительные приборы вы знаете? Для чего их применяют?
Увеличительные приборы позволяют увеличить изображение в несколько сотен раз, чтобы более детально изучить их внешние характеристики. Я знаю такие увеличительные приборы:
Лупа – это простой прибор, который позволяет получить увеличенное до 20 раз изображение. С его помощью можно только увидеть клетки, но вот изучить их строение не удастся;
Микроскоп – это более сложный прибор, позволяющий не только рассмотреть, но и изучить самые мелкие предметы, так как его увеличительная способность достигает нескольких тысяч раз;
Телескоп – это прибор, который предназначен для наблюдения за небесными телами, однако под таким понятием еще подразумевают оптическую телескопическую систему, применяющуюся не обязательно для астрономических целей.
Стр. 51. Лабораторная работа «Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений»
Рассматриваем ручную лупу. Это достаточно простой прибор, который позволяет увидеть предмет, увеличенным в 20 раз. Лупа состоит из ручки, необходимой для удерживания прибора в руке, и оправы, на которой крепится увеличительное стекло. При помощи лупы легко можно рассмотреть некоторые части и клетки исследуемого предмета, однако строение этих клеток увидеть не получится.
Рассматриваем невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Невооруженным глазом можно увидеть, что мякоть плода томата и арбуза рыхлая, мягкая. Мякоть плода яблока немного плотнее, но также имеет рыхлую структуру. У всех плодов она состоит из мелких крупинок, которые словно «кирпичики» образовывают структуру плода.
Рассматриваем кусочки мякоти плодов под лупой. Для этого ручную лупу держим близко к глазу, а биологический объект приближаем к лупе (или лупу к объекту) до тех пор, пока не получим чёткого изображения. Рассматривая кусочки мякоти плодов арбуза, яблока и томата под лупой, можно увидеть разное строение их клеток. Например, у мякоти плода помидора и арбуза клетки округлые, прозрачные, бледно-розовые. У мякоти яблока клетки бесцветные. В мякоти всех плодов клетки имеют оболочку, которая не придает им определенную форму, не дает растекаться цитоплазме и внутри которой находятся органеллы.
Зарисовываем увиденное в тетрадь, рисунки подписываем.
Вывод:
Невооруженным глазом разглядеть клетки, из которых состоит мякоть плодов арбуза, яблока или томата, невозможно. Удается лишь оценить ее структуру: рыхлая, мягкая, в виде зернышек. При помощи лупы можно увидеть клетки, которые у каждой мякоти разные. Например, у яблока они светлые, полупрозрачные. А у арбуза и томата – бледно-розовые, округлые. Также с помощью лупы можно увидеть, что все клетки имеют клеточную стенку, которая держит форму.
Стр. 53. Лабораторная работа. «Устройство микроскопа и приёмы работы с ним».
Рассматриваем микроскоп. Находим тубус, окуляр, объектив, штатив с предметным столиком, зеркало, винты. Выясняем, какое значение имеет каждая часть.
Тубус представляет собой зрительную трубку, в которую вставляются увеличительные стекла.
Окуляр – это верхняя часть тубуса, через которую можно увидеть изображение в микроскопе.
Штатив – это специальное приспособление, которое служит соединяющим и удерживающим креплением для всех частей микроскопа.
Объектив – это нижняя часть тубуса, позволяющая еще больше увеличивать рассматриваемый объект при помощи дополнительных увеличительных стекол.
Винты – это механизмы, которые нужны для того, чтобы настраивать в окуляре максимально четкое изображение.
Зеркало – это еще одна деталь микроскопа, которая предназначена для улавливания солнечных лучей и направления их на располагающийся на предметном столике объект.
Предметный столик – это подставка, у которой по центру есть отверстие, предназначенная для размещения стеклянной пластины (предметного стекла) с изучаемым объектом.
Определяем, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение объекта. В среднем микроскоп может увеличить изображение объекта до 3600 раз. Чтобы узнать, какое увеличение дает тот или иной прибор, необходимо перемножить увеличительные возможности объектива (это обычно подписано на соответствующих частях микроскопа) на увеличительные возможности окуляра.
Знакомимся с правилами пользования микроскопом.
Отрабатываем последовательность действий при работе с микроскопом: установка микроскопа, чищение от пыли окуляра и зеркала, начало работы с малого увеличения, изучение объекта при большом увеличении, уборка прибора в места его хранения.
Вывод:
Микроскоп является важным оптическим прибором, который необходим для проведения биологических исследований. Он имеет сложное строение и требует соблюдения правил при обращении с ним. С его помощью можно увидеть детальное строение клетки, ее состав.
Стр. 53. Вопросы после параграфа
№ 1. Какие увеличительные приборы используются для изучения микроскопических объектов?
Для изучения микроскопических объектов используются такие увеличительные приборы, как лупа и микроскоп.
№ 2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?
Лупа является самым простым из увеличительных приборов. Она бывает двух видов – ручная и штативная. Ручная лупа состоит из ручки, за которую нужно держать прибор при использовании, и увеличительного стекла. Увеличительное стекло имеют выпуклую с двух сторон форму и вставлено в оправу.
Для изучения объекта лупу берут за ручку (рукоятку) и подносят к предмету на то расстояние, при котором его изображение будет видно максимально четко. Такая лупа позволяет увеличить изображение предмета в 2 – 20 раз.
Штативная лупа – это аналог ручной лупы. Ее конструкция немного сложнее: в оправу вставлены два увеличительных стекла, которые крепятся на штативе. К штативу также присоединен предметный столик, на котором есть зеркало и отверстие. Такая лупа позволяет увеличить изображение предмета в 10 – 25 раз.
№ 3. Как устроен световой микроскоп?
Световой микроскоп состоит из таких основных элементов, как объектив и окуляр, которые закреплены в подвижном тубусе. Тубус располагается на металлическом основании или штативе. Также к штативу крепится предметный столик. В тубус вставляются линзы.
На верхнем конце тубуса находится окуляр, состоящий из оправы и двух увеличительных стекол. На нижнем конце тубуса – объектив, который состоит из оправы и нескольких увеличительных стекол.
У современных моделей светового микроскопа также есть специальная осветительная система, которая состоит из нескольких линз. В учебном приборе ее роль выполняет вогнутое зеркало.
Предметный столик у микроскопа выполняет роль поверхности, на которой располагается микроскопический препарат. В центре у него есть отверстие, которое пропускает свет, отражаемый зеркалом.
№ 4. Как узнать, какое увеличение даёт микроскоп?
Микроскоп позволяет получить максимальное увеличение изучаемого предмета до 3600 раз. Чтобы точно узнать, какое же увеличение дает микроскоп, нужно умножить число, которое указано на окуляре, на число, которое указано на используемом объективе.
Пример: на окуляре написано «10», а на объективе «20». Это значит, что: 10 умножаем на 20 и получаем 200. Микроскоп дает увеличение в 200 раз.
Стр. 53. Подумайте
Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?
При помощи светового микроскопа можно изучать только прозрачные объекты, например, тонкий срез растительной или животной ткани. Все потому, что под стеклом прибора располагается источник света или зеркало, лучи которого проходят сквозь изучаемый предмет и попадают на систему линз объектива. Эти линзы и позволяют получить увеличенное изображение. Если предмет будет непрозрачным, то лучи от зеркала или источника света просто не смогут пройти сквозь него, а значит, не удастся получить нужное изображение.
Стр. 54. Задание
Выучите правила работы с микроскопом.
Работу с микроскопом нужно проводить только сидя.
Перед началом работы прибор нужно осмотреть, протереть от пыли окуляр, зеркало, объективы мягкой салфеткой.
Устанавливается микроскоп на ровной поверхности, примерно за 5 – 10 см от края.
Начинать работу с микроскопом нужно с малого увеличения. Для этого объектив опускают в рабочее расстояние – примерно на 1 см от предметного стекла.
На предметный столик положить микропрепарат. Далее вращать винт наводки на себя, плавно поднимая при этом объектив до тех пор, пока в окуляр не будет хорошо видно изображение объекта.
Для изучения при большем увеличении настроить объектив.
После завершения исследования установить малое увеличение, поднять объектив, убрать препарат с предметного столика, протереть все части микроскопа и убрать его в место хранения.
Сегодня мы познакомимся со строением лупы и микроскопа.
Лабораторная работа № 1 «Изучение строения увеличительных приборов»
- Цель работы: научиться работать с увеличительными приборами.
- Оборудование: лупа, микроскоп, ткани плодов томата, киви, готовые микропрепараты.
1) Рассмотрите ручную лупу. Найдите основные части. Узнайте их назначение.
Лу́па — оптическая система, состоящая из линзы или нескольких линз, предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии.(увеличивает в 2 -20 раз)
Зарисуйте ручную лупу в тетради, подпишите её части .
Устройство лупы
Главная часть лупы – выпуклое с двух сторон стекло.
Лупа увеличивает в 2-25 раз .
Эксперимент.
2) Рассмотрите невооруженным глазом кусочки мякоти плодов томатов и киви. Зарисуйте в печатную тетрадь на стр.11
Ответьте на вопросы:
2) Рассмотрите кусочки мякоти плодов помидора и киви под лупой. Зарисуйте и подпишите их названия.
Микроскоп – увеличительный прибор
- В переводе с греческого «микро» означает «малый» и «скопо» - смотреть
- Микроскоп увеличивает изображения предметов в сотни
Строение микроскопа.
Устройство светового микроскопа
- Главная часть микроскопа – увеличительные стекла, они вставлены в трубку (тубус).
- В верхнюю часть тубуса вложены увеличительные стекла –окуляры, в нижнюю часть вмонтированы увеличительные стекла –объективы.
- Напредметный столикпомещают микропрепарат.
- С помощьюзеркаланаправляют свет в отверстие на предметном столе.
Лабораторная работа № 2 « Устройство светового микроскопа и приемы работы с ним»
Цель работы: изучить строение светового микроскопа и правила работы с ним.
1) Подпишите названия основных частей микроскопа на рисунке в печатной тетради на стр.12.
Строение микроскопа
Увеличивает изображения предметов от 56 до 800 раз.
Таблица 1. Части микроскопа.
Часть микроскопа
Для чего необходима
Обеспечивает увеличение, которое можно определить по цифрам на оправе(8,15,20,40).
Увеличивает изображение, которое получено от объектива. Увеличение можно определить по цифрам на оправе (7,10,15,40)
Соединяет окуляр и объектив.
Поднимает и опускает тубус, позволяет добиться четкого изображения.
5.Предметный столик
Служит для размещения на нем объекта исследования. Имеет отверстие для прохождения света через объект исследования.
Служит для крепления тубуса, для удобства установки.
Как определить увеличение микроскопа?
Посмотри на число, указанное на окуляре.
Как определить увеличение микроскопа?
Посмотри на число, указанное на объективе.
Как определить увеличение микроскопа?
Перемножь эти числа. Произведение будет указывать увеличение, которое в данный момент дает микроскоп.
Для нашего примера это 10 х 20 = 200 раз.
Если переводишь объектив или меняешь окуляр (на изображенном микроскопе его можно плавно поворачивать, изменяя 10 на 20), то, соответственно, меняется и увеличение.
Подпишите на рисунке увеличение вашего микроскопа!
Помни об этом! Важно указывать увеличение, когда работаешь над объектом.
Прочитайте правила работы с микроскопом на стр.18 учебник
Правила работы с микроскопом
Правила работы с микроскопом
Рассмотрите под микроскопом готовый микропрепарат. Отработайте основные этапы работы с микроскопом.
- 1. Лупа – простейший увеличительный прибор.
- 2. Микроскоп – сложный прибор.
- 3. Использование микроскопа позволяет познавать внутреннее строение организмов и процессы их жизнедеятельности, а значит – природа познаваема.
Домашнее задание
Печатная тетрадь § 4.
Снежинка под микроскопом
Голова осы под микроскопом
Собачья блоха
Зрачок человека
Божья коровка и тля
Микроскоп: Вспомните устройство микроскопа, разгадайте кроссворд, найдите ключевое слово .
Строение микроскопа
1.Зрительная трубка. 2. Часть микроскопа, необходимая для размещения объекта исследования. 3. Стержневая часть прибора. 4. Обязательная часть светового микроскопа. 5. Части, служащие для настройки резкости. 6. Оправа с несколькими увеличительными стеклами. 7. Верхняя часть зрительной трубы.
Читайте также: