Что можно делать с помощью микроскопа 5 класс
Что можно увидеть в оптический и цифровой микроскопы и как ими пользоваться
Содержание
Содержание
При проведении научных и любительских исследований невозможно обойтись без микроскопа. Он не только приблизит исследователя к новым открытиям, но и поможет рассмотреть удивительный мир, открывающийся в окружающих нас вещах. Что именно можно увидеть в микроскоп, как им пользоваться и какой лучше подойдет — в этом материале.
Что такое микроскоп
Прообраз первого микроскопа появился еще в 16 веке и с тех пор устройство прошло длинный путь своего становления и развития. Микроскопом называют прибор, предназначенный для увеличения мелких или практически не видимых человеческим глазом предметов и объектов. Процессы такого изучения называют микроскопией, которая подразделяется на категории в зависимости от вида микроскопа.
Где же можно использовать данное устройство:
На вопрос «Кто изобрел микроскоп?» до сих пор нет однозначного ответа, так как многие ученые и любители работали над похожими системами. Тем не менее часто выделяют Иоанна Липперсгея, Захария Янсена и, конечно же, Галилео Галилея.
Многие помнят или представляют микроскоп, как прибор с одним или двумя окулярами, которые при увеличении позволяют исследователю рассмотреть предмет в многократном увеличении. Это и есть классический прямой оптический микроскоп. Современная микроскопия использует множество типов приборов: электронные, инвертированные, лазерные, люминесцентные, стереоскопические и другие.
Так, например, люминесцентные подсвечивают изучаемый объект и позволяют изучать его как бы освещенным изнутри собственным светом за счет специальной лампы и системы светофильтров. А электронные, в отличие от оптических, используют вместо света пучки электронов. В общем для каждой отрасли науки и даже изучаемого объекта нужен определенный прибор. Мы же рассмотрим наиболее популярные и доступные рядовым пользователям модели.
Основные элементы микроскопа
И так, микроскопы отличаются друг от друга видами и целевым назначением. Соответственно, и устроены они по-разному. Существует две системы — оптическая и механическая. Первая включает в себя все элементы без которых микроскоп не будет микроскопом.
Окуляр
Глядя в глазной окуляр исследователь и будет изучать какой-либо объект. Окуляр дает некоторое фиксированное увеличение (10x, 20x, 25x и т.д.). Современные окуляры имеют несколько линз, встроенных в металлический корпус (тубус). В зависимости от количества окуляров микроскопы подразделяются на монокулярные, бинокулярные и тринокулярные. Бинокулярные создают стереокартинку, более удобны чем молекулярные, но в отличие от последних требуют привыкания и дополнительных настроек при использовании двух окуляров. Если используется цифровой микроскоп, то в нем окуляр как таковой отсутствует — его роль выполняет камера.
Объектив
Важнейшая и самая сложная часть прибора, позволяющая в купе с окуляром детально рассмотреть любой объект исследования. Чаще всего состоит из металлической трубки с несколькими линзами, дающими кратное увеличение. Объектив смотрит непосредственно на предмет изучения, точнее сказать — на предметный столик. Полученное с помощью объектива изображение мы и видим в окуляр.
В любительских и профессиональных устройствах может быть несколько объективов (не менее 3-х) встроенных в устройство или насадку револьверного типа. Пользователь просто проворачивает насадку и смотрит в нужный объектив. Чем больше объективов разной кратности, тем лучше для пользователя. Кратность указывается на корпусе объектива.
У каждого окуляра и объектива есть свое увеличение, которое вместе образует общее увеличение микроскопа. Чтобы высчитать его? нужно перемножить кратность увеличения окуляров и объективов. Так, например, если кратность окуляра составляет 10х, а объектива 40х, то общее увеличение будет составлять 400х. В некоторых приборах общее увеличение может составлять до 1200х. При таком увеличении можно рассматривать клетки растений и животных, строение насекомых, пыльцу растений и т.п.
Подсветка
При изучении объект, когда он расположен на подставке, необходимо подсвечивать снизу пучком света. Свет можно направить как простым зеркалом, так и более сложными устройствами, например, электроосветителями. Также подсветка может быть комбинированная для просмотра прозрачных и непрозрачных объектов. На нижних фотографиях указана комбинированная подсветка. На правом фото также виден небольшой винт регулировки подсветки.
Микроскопы используют при реставрациях образцов мировой культуры. Например, для восстановления терракотовой армии или полотен эпохи Возрождения.
А сейчас перейдем к механической системе микроскопа. Вот некоторые элементы, которые она включает в себя.
Подставка
Это основание микроскопа, отвечающее за его устойчивость. Если сюда прибавить еще и штатив, то вместе получится корпус микроскопа. На него крепятся все остальные части прибора. Чтобы фокусировать изображение, на корпусе обычно располагаются два винта, один из которых приближает или отдаляет объектив от объекта (грубая регулировка), а второй помогает произвести более тонкую фокусировку на предмете (тонкая регулировка).
Предметный столик
На него помещаются объекты для изучения. В центре столика есть небольшое круглое отверстие, через которое на предмет попадает пучок света. Снабжен зажимами. В некоторых моделях цифровых микроскопов, предметный столик отсутствует.
Дополнительные аксессуары
Помимо самого микроскопа потребуются и дополнительные инструменты, без которых работа будет невозможна или затруднительна. Главным здесь будет предметное стекло, на которое помещается предмет, подлежащий изучению. При необходимости он сверху накрывается покрывным стеклом. Также пригодятся скальпель, пипетка и пинцет. Пипетка будет полезна при наборе жидких образцов, пинцетом можно передвигать объекты изучения, а скальпелем отрезать небольшие частицы от предметов. Собирать и хранить какие-либо образцы желательно в специальных контейнерах, хотя можно обойтись и подручными средствами.
Принцип работы микроскопа
Кратко коснемся принца работы устройства и разберем его на примере оптического микроскопа. Для того, чтобы что-то рассмотреть в окуляры, нужна подсветка. В зависимости от вида прибора это может быть естественное или искусственное освещение, направление которого регулируется зеркалом. Кстати говоря, сейчас это уже устаревшая система. Все чаще используют свет, исходящий от встроенной в основание микроскопа лампы, которая питается от сети или батарейки. Подсветка лампы чаще всего регулируемая.
Поток света (естественного или от лампы) проходит через отверстие в предметном столике, пронизывает объект изучения насквозь и попадает на линзы объектива, а затем — окуляра, которые обеспечивают увеличение. Ну а далее в дело вступает опытный взгляд исследователя.
Как пользоваться оптическим микроскопом
Перед началом работы нужно подготовить рабочее место, очистить его от мусора и пыли. Желательно вымыть руки или использовать перчатки. Если есть пробелы в знаниях или сомнения, относящиеся к работе микроскопа, то обязательно нужно изучить инструкцию. В целом же работать с микроскопом не так сложно, как кажется на первый взгляд.
Изучаемый предмет помещается на предметный столик. Так можно изучать продукты питания, бумагу, насекомых, волосы и другие мелкие предметы. Несколько сложнее с жидкостью или в том случае, когда исследуемые объекты требуют предварительной подготовки. Например, тонкого среза или смеси в виде кашицы. На них нужно капнуть воды или специальной жидкости и сверху осторожно накрыть покровным стеклом. Также можно использовать готовые наборы микропрепаратов, в которые входит предметное стекло с уже нанесенным на него объектом исследования. Это может быть кошачья шерсть, голова мухи, срез дождевого червя, костная ткань, минералы и многое другое.
Далее нужно осуществить фокусировку. Винтом грубой регулировки следует приближать и отдалять предмет, пока не получится четкое изображение. После этого винтом (или колесиком) тонкой настройки добиваемся максимальной резкости картинки. Начинать фокусировать нужно с минимального значения, постепенно переключаясь на более высокое увеличение. Например, если прибор имеет два объектива значением 2х и 4х, то начинать фокусировку нужно с 2х, а затем, вращая револьверную насадку увеличивать значение.
Начав сразу же с максимального увеличения, пользователь рискует увидеть лишь малую часть объекта или же вообще ничего не увидеть. Если же прибор имеет только один объектив, то увеличение у него будет постоянным. Важно помнить, что винтом грубой фокусировки объектив приближается к предметному столику, поэтому есть большой риск сломать стекло, повредить сам объектив и даже получить порезы. Искать фокус следует не к стеклу, а от стекла. Стоит заметить, что на некоторых объективах, в первую очередь стократных, устанавливается специальная оправа, которая пружинит при встрече со стеклом. Однако, ее цель состоит не в защите линзы, а в создании более плотного контакта стекла с объективом.
Как пользоваться цифровым микроскопом
Цифровой микроскоп работает по-другому. У него отсутствует окуляр и сам он напоминает цифровую камеру, только с более многократным увеличением. Такие микроскопы можно встретить в нескольких вариантах, с различными характеристиками, назначением и соответственно ценами. Возьмем для примера стандартный настольный микроскоп, который больше относится к любительским. Подключив его через USB порт к компьютеру, пользователь также устанавливает специальное программное обеспечение, с помощью которого возможно рассмотреть изображение. После подключения, под объектив прибора размешается объект изучения, после чего исследователь сможет рассмотреть полученное изображение на мониторе компьютера. Считывается изображение посредством цифровой камеры.
Исследования через микроскоп — это не только полезно, но еще и увлекательно. Ученые используют профессиональные, мощные и дорогие устройства. Любителям же подойдут цифровые или бинокулярные оптические модели, с помощью которых можно изучать окружающий мир: насекомых, растения, продукты питания, камни, веточки деревьев и многое другое.
Конспект урока по биологии 5 класс на тему «Знакомство с устройствами увеличительных приборов».
Муниципальная автономная общеобразовательная организация Средняя общеобразовательная школа № 4 г. Звенигород
Конспект урока 5 класс
Знакомство с устройствами увеличительных приборов.
1)Познакомить учащихся с увеличительными приборами.
3) Сформирование знания об устройстве увеличительных приборов и правилах работы с ним.
2)Объяснить правила работы с лупой.
— познакомить учащихся с материалом об истории открытия и устройстве увеличительных приборов, правилами работы с микроскопом.
— способствовать развитию таких умений как, анализировать факты, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы, работать с текстом учебника, осуществлять самоконтроль.
— способствовать научному мировоззрению, формирование умения работать в группах.
— поддерживать у учащихся устойчивый интерес к знаниям.
Оборудование к уроку: учебник “Биология”, 5 класс, карточка с составными частями микроскопа, презентация к уроку “Увеличительные приборы”.
I этап. Организационный момент.
II этап. Актуализация знаний
III этап. Изучение нового материала
IV этап. Закрепление материала.
6.Подведение итогов. Рефлексия.
7. Домашнее задание.
II этап. Актуализация знаний (фронтальный опрос)
-С какой наукой мы с вами начали знакомиться?
-Что изучает данная наука?
-Кто относится к живым организмам?
-За какими организмами мы можем наблюдать?
Учитель формулирует проблемный вопрос.
Знаете ли вы, что существуют объекты, которые мы с вами никогда не сможем увидеть без специальных приспособлений. Как нам быть?
Как вы думаете. Представители какого царства имеют самые микроскопические размеры?
Оказывается, есть такие приборы, которые могут нам в этом помочь. Вы знаете, такие приборы?
Ребята, вы уже, наверное, догадались, какая тема урока?
III этап. Изучение нового материала. Устройство увеличительных приборов (рассказ учителя).
Учитель ставит познавательную задачу: растение – живой организм, имеющий различные органы, можно ли узнать строение этих органов? Чем надо воспользоваться?
Записи в тетради тему урока. Учитель знакомит учащихся с увеличительными приборами. Строением лупы и светового микроскопа, демонстрируя части приборов на таблицы и в презентации.
Эксперимент с лупами: Возьмите в руки лупу. Поднесите к тексту учебника. Что заметили? Возьмите две лупы и посмотрите через них на текст. Изменяйте расстояние между ними до тех пор, пока не появится четкое изображение. Изменился ли размер букв? Я вас поздравляю, вы только что повторили эксперимент ученых по созданию микроскопа!
А давайте с вами разберемся, как же появлялись и совершенствовались увеличительные приборы. Одно из первых замечательных открытий, связанных с совершенствованием увеличительных приборов, сделано английским ученым Робертом Гуком. Роберт Гук в 1665 г. впервые увидел клетки на пробке дерева, он обнаружил там ячейки – клетки. Затем современник Гука голландец Антони ван Левенгук (1632-1723 года), сконструировал микроскоп, дающий увеличение до 270 раз , а в XX веке был изобретён электронный микроскоп, дающий увеличение в десятки, сотни тысяч раз.
Существует множество увеличительных приборов .
Мы познакомимся с лупой и световым микроскопом.
1.ручная и 2.штативная.
1.Ручная лупа увеличивает предметы в 2-20 раз.
2.Штативная лупа увеличивает предметы в 10-25 раз, в ее оправу вставлены 2 стекла.
С помощью лупы можно рассмотреть форму клетки. Для их изучения используют микроскоп. Световой микроскоп увеличивает до 3600 раз.
Правила работы с микроскопом (демонстрировать работу с 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, плавно отпустите 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 винтом медленно поднимайте тубус, пока не появится четкое изображение предмета.
— После работы уберите микроскоп в футляр.
— Микроскоп – хрупкий и дорогой прибор : работать с ним надо аккуратно, строго следуя правилам.
«Ознакомление с устройством увеличительных приборов». Демонстрация.
обеспечивает увеличение,которые можно определить по цифрам на оправе
увеличивает изображение,которое получено от объектива
соединяет окуляр и объектив
поднимает и опускает тубус,позволяет добиться четкого изображения
5. предметный столик
служит для размещения на нем объекта исследования.
помогает направить свет в отверстие на предметном столике.
служит для крепления тубуса,для удобства установки.
IV этап. Закрепление материала .
Пришло время проверить, как вы усвоили на уроке полученные знания.
Задание 1: на доске написаны слова. Вам нужно выбрать те из них, которые обозначают части микроскопа. 1) лупа, 2) окуляр, 3) оправа, 4) объектив, 5) предметный столик, 6) винт, 7) колба, 8)стеклянная трубка, 9) штатив, 10) зеркало.
-какие бывают увеличительные приборы? Для чего они нужны?
-какое строение имеет лупа?
-чем штативная лупа отличается от ручной?
-чем лупа отличается от микроскопа?
-во сколько раз увеличивает микроскоп?
Назовите детали микроскопа:
2 – окулярная труба
4 – ручка грубой настройки (винт)
5 – ручка точной настройки (винт)
8 – предметный столик
Теперь я предлагаю провести физкультминутку, которая позволит вам немного отдохнуть и расслабиться.
Игра живое-неживое. Живое хлопаем, неживое топаем.
Волк Бактерии Дельфин Береза Нефть Воздух Вода. Клетка. Осадки.
6.Подведение итогов. Рефлексия.
Рефлексия: понравился ли вам сегодняшний урок?
Что нового для себя вы узнали на сегодняшнем уроке?
Хотели бы вы стать исследователями окружающей среды?
Что бы вам хотелось исследовать под микроскопом?
Выставление оценок за урок.
4.Биология. 6-11 классы: секреты эффективности современного урока / авт.-сост. Н.В.Ляшенко [и др.]. – Волгоград: Учитель, 2014.- 189 с.
Устройство увеличительных приборов
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Устройство увеличительных приборов»
Все живые организмы состоят из клеток. Однако об этом люди узнали не сразу так как клетки очень маленькие и увидеть их можно только в увеличительные приборы. Сегодня на уроке вы с ними познакомитесь. Это лупа и, микроскоп.
В 1250 году английский философ и естествоиспытатель англичанин Роджер Бекон изобрёл лупу.
Разглядывание различных предметов в лупу было очень увлекательным занятием. Вдруг увидеть во всех подробностях какое-нибудь зёрнышко или ножку какого-либо жучка!
Лупа ― это самый простой увеличительный прибор. Главная его часть ― увеличительное стекло, выпуклое с двух сторон и вставленное в оправу.
Ручная лупа увеличивает предметы в 2―20 раз. При работе её берут за рукоятку и приближают к предмету на такое расстояние, при котором изображение предмета наиболее чётко.
Штативная лупа увеличивает предметы в 10―25 раз. В её основу вставлены два увеличительных стекла, укреплённых на подставке ― штативе. К штативу прикреплён предметный столик с отверстием и зеркалом.
Любители оптики, усердно занимавшиеся изучением изображений, получающихся с помощью зеркал и линз, конечно, не могли не натолкнуться на мысль соединять несколько зеркал и линз, чтобы получать изображения. Из таких комбинаций постепенно получались труба и микроскоп.
С открытием микроскопа в науке произошли кардинальные изменения. Если при помощи лупы можно было рассмотреть только форму клеток, то при помощи микроскопа можно изучить их строение.
Микроскоп ─ это оптический прибор, который позволяет получить обратное изображение изучаемого объекта и рассмотреть мелкие детали его строения, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности глаза.
Микроскоп от греческих слов «микрос» ― малый и «скопео» ― смотрю.
Микроскоп также изобрели не сразу. История микроскопии очень интересна, её вы можете изучить самостоятельно.
Световой микроскоп, с которым вы будете работать в школе, может увеличивать изображения предметов до 3600 раз.
Микроскопы открывают крохотные миры. С их помощью можно увидеть невероятный мир, существующий на клеточном уровне.
Итак, давайте возьмём микроскоп и изучим его строение. Запомните, что микроскоп необходимо брать одновременно и за штатив, и за подставку.
Во время переноски микроскопа нельзя его трясти, наклонять и небрежно ставить на стол! Дело в том, что у микроскопа есть немало хрупких частей, которые могут выпасть и разбиться.
Теперь давайте рассмотрим строение микроскопа.
Основание микроскопа ─ подставка.
К нему крепится штатив. Штатив подвижен и за счёт движения макровинта мы его можем и поднимать, и опускать.
В основание встроен микровинт. С его помощью также можно или поднимать, или опускать штатив, но движения микровинта более мелкие.
Микровинт служит для незначительного перемещения тубусодержателя, а следовательно, и объектива на расстояния, измеряемые микрометрами.
К основанию пристроен предметный столик. Сюда размещается препарат. То есть объект для изучения.
Препарат можно зажимать с помощь зажима. При необходимости зажим можно снять.
Под предметным столиком располагается конденсор, или оптическая система.
Конденсор можно также и опускать, и поднимать при помощи винта конденсора.
Снизу в состав конденсора входит линза.
Над линзой располагается светофильтр. Он может быть матовым белым или синим, фиолетовым. Светофильтр уменьшает освещённость объекта. Им пользуются редко. Часто его отодвигают в сторону.
Под конденсером располагается зеркало. Оно служит для направления света через конденсор и отверстие предметного столика на объект.
Зеркало имеет две поверхности: плоскую и вогнутую. В лабораториях с рассеянным светом используют вогнутое зеркало.
На штативе располагается револьвер.
Он предназначен для быстрой смены объективов, которые ввинчиваются в его гнезда.
Повороты револьвера позволяют менять объективы и увеличение.
Над револьвером располагается тубус ― зрительная трубка, в которую вставлены увеличительные стекла (линзы).
Его можно поворачивать с помощью винта крепления тубуса. Слегка ослабив этот винт, мы можем показать соседу, то, что наблюдаем в микроскоп.
В тубус встраивается окуляр. (от латинского слова «окулус» ― глаз).
Окуляр — это элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя, который предназначен для рассматривания изображения.
Окуляры могут иметь различные увеличения. И если мы хотим изменить увеличение изображения, то можем поставить другой окуляр.
А сейчас посмотрим, как пользоваться микроскопом.
Работать с ним следует сидя. Но прежде аккуратно поставьте микроскоп на ровную поверхность стола. Так, чтобы от края стола было примерно 5―10 см.
Осмотрите его на наличие всех комплектующих.
Затем возьмите чистую марлю и протрите объектив и окуляр от пыли.
Для того что бы перевести микроскоп в рабочее положение, поверните макровинт на себя, так чтобы наименьший из объективов, поднялся на 1 см относительно предметного столика.
Теперь необходимо настроить свет.
Можно пользоваться естественным освещением. Тогда желательно, чтобы стол с микроскопом находился у окна.
Смотрим в окуляр. Используя зеркало направляем пучок света в поле зрения. Так, чтобы было видно яркое световое пятно.
Если вы работаете в плохо освещённом помещении ― можно использовать настольную лампу.
Теперь следует отрегулировать тубус, так чтобы было удобно, и закрепить его при помощи винта крепления.
Помните, что все действия по отношению к микроскопу должны быть неспешными и аккуратными.
И только тогда, когда микроскоп будет готов к работе, можно взять микропрепарат.
Микропрепарат — это предметное стекло с расположенным на нём объектом, подготовленным для исследования под микроскопом. Сверху объект обычно накрывается тонким покровным стеклом.
Препараты бывают фиксированные (постоянные) и временные.
Готовые фиксированные препараты храниться в специальных коробках ― планшетах.
Препарат необходимо брать аккуратно за края предметного стекла чтобы отпечатки ваших пальцев не оставили на нём следа. Иначе из-за следов ухудшится изображение.
На фиксированном постоянном препарате располагается объект исследования, накрытый покровным стеклом, заключённый в канадский бальзам или другую прозрачную твердеющую среду.
Рядом имеется бирка с названием препарата.
Постоянные препараты могут сохраняться без изменений многие десятилетия.
Поместим препарат на предметный столик так, чтобы объект исследования оказался в поле зрения. Укрепим его при помощи зажима осторожно с краю.
Начинать работу с микроскопом необходимо всегда с объектива малого увеличения.
Смотря в окуляр, поднимаем объектив с помощью макровинта на себя. Делать это нужно очень медленно. Не спеша. До появления изображения.
Теперь можно поправить предметное стекло так чтобы в центре был необходимый объект для изучения.
Но передвигать микропрепарат следует не руками, а при помощи винтов, расположенных под предметным столиком.
Теперь при помощи микровинта мы можем чётче сфокусировать изображение.
На данном этапе, для того чтобы лучше рассмотреть объект можно перевести изображение на большее увеличение.
Всегда следует помнить, что сначала нужно поставить выбранный участок в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении, а уже потом переводить на большое увеличение.
При этом важно помнить, что другие объективы с большей кратностью…больше, и если мы будем прокручивать револьвер, то они могут поцарапать наш препарат. Поэтому нужно аккуратно прокручивать револьвер до щелчка. При этом левой рукой мы придерживаем микроскоп за основание, а правой рукой вращаем револьверную головку по часовой стрелке.
Микровинтом регулируется чёткость изображения.
С помощью конденсора и диафрагмы регулируется освещение поля зрения. Производится исследование объекта при «большом» увеличении.
Если вы допустите неосторожность и провернёте макровинт от себя, то объектив расколет препарат, и он станет уже непригодным для дальнейшей работы.
Поэтому помним: для того чтобы приподнять штатив, необходимо поворачивать макровинт на себя.
Итак, мы рассмотрели изучаемые объекты.
Теперь необходимо убрать препарат и привести микроскоп в нерабочее состояние.
Однако следует помнить, что из-под большого увеличения вынимать препарат нельзя.
Поэтому переведём микроскоп обратно на меньшее увеличение. И только тогда мы можем убрать препарат с предметного столика.
Если это постоянный препарат, то кладём его обратно в планшет.
Временные микропрепараты можно выбросить, а предметное и покровное стекла помыть и положить сушиться.
Если микроскоп нам больше не понадобиться ― то нужно привести его в порядок.
Возьмите чистую марлю и протрите все части микроскопа.
Теперь приведём микроскоп в нерабочее положение. Для этого необходимо вернуть тубус в исходное положение параллельно штативу. Закрепить его так. Опустить штатив при помощи макровинта с самым маленьким объективом вниз.
А теперь поставьте микроскоп в шкаф для хранения. И не забудьте убрать своё рабочее место.