Павелічальныя прыборы: лупа, мікраскоп. Прызначэнне і будова павелічальных прыбораў

Людзі спрадвеку спрабавалі зразумець, як уладкованы навакольны іх свет. Праводзілі даследаванні, зазіралі ўнутр жывых істот і рабілі высновы. Так збіраўся тэарэтычны матэрыял, які стаў асновай для многіх навук.

Метады, якія яны выкарыстоўвалі, зводзіліся ў асноўным да назірання і эксперыменту. Аднак даволі хутка стала відавочна, што скарбонка ведаў застанецца напоўненай толькі напалову, калі не прыдумаць якія-небудзь больш складаныя, тэхнічна дасканалыя прылады. Такія, якія дазволяць зазіраць ўнутр, выкрываць глыбінныя механізмы і разглядаць асаблівасці прылады розных прадметаў і жывых істот.

Метады вывучэння ў біялогіі

Да асноўных можна аднесці наступныя:

1. Гістарычны метад.
2. Апісанне.
3. Назіранне.
4. Параўнанне.
5. Эксперымент.

Большая частка з іх патрабуе ўмяшання новых тэхнічных прылад, якія б дазволілі атрымліваць карцінку ў павялічаным шматкроць памеры. Гэта значыць, прасцей кажучы, варта выкарыстоўваць розныя павелічальныя прыборы. Менавіта таму неабходнасць іх канструявання была відавочная.

Бо толькі так людзі змаглі зразумець, як адбываюцца працэсы жыццядзейнасці такіх маленькіх істот, як найпростыя і бактэрыі, мікраскапічныя грыбы, лішайнікі і іншыя жывыя арганізмы.

Сучасныя разнавіднасці прыбораў

Сярод разнастайнасці тэхнічных канструкцый павелічальныя прыборы займаюць асаблівае месца. Бо без іх дайсці да ісціны і даказаць тую ці іншую тэорыю складана, асабліва калі гаворка ідзе пра мікрасвеце.

Сучасныя тэхналогіі прапаноўваюць наступныя віды падобных прылад:

1. Лупы. Будова павелічальных прыбораў такога тыпу даволі простае, таму сярод аналагавых па дзеянні яны з'явіліся першымі.

2. Мікраскопы. Сёння можна вылучыць некалькі разнавіднасцяў:

• аптычны або светлавой;
• электронны;
• лазерны;
• рэнтгенаўскі;
• сканавальны зондавага;
• дыферэнцыяльны інтэрферон-кантрасны.

Кожны знаходзіць шырокае прымяненне не толькі ў біялагічных навуках, але і ў хіміі, фізіцы, касмічных даследаваннях, геннай інжынерыі, малекулярнай генетыцы і гэтак далей.

Гісторыя развіцця павелічальных прыбораў

Вядома, такое шыкоўнае разнастайнасць і дасканаласць падобных прылад прыйшло не адразу. Найбольш складаныя канструкцыі, якія дазваляюць ўмешвацца нават у хвалевыя і карпускулярныя працэсы, з'явіліся толькі ў XX-XXI стагоддзях.

Гісторыя ж з'яўлення і развіцця прыбораў для павелічэння сыходзіць сваімі каранямі ў глыбіню стагоддзяў. Так, калі казаць пра лупах, то раскопкі паказалі, што першыя падобныя прылады меліся ў егіпцян задоўга да нашай эры. Яны былі выкананы з горнага крышталя і так па-майстэрску заточаныя, што давалі павелічэнне да 1500 раз!

Пазней сталі вырабляць шкляныя лінзы і праз іх разглядаць цікавяць мікраскапічныя прадметы. Так працягвалася да XVI стагоддзя. Затым вялікі даследчык Галілеа Галілей сканструяваў сваю першую трубу, якая пры раскладванні нагадвала мікраскоп і давала павелічэнне практычна ў 300 разоў. Гэта і быў прабацька сучаснага мікраскопа.

Яшчэ пазней, у другой палове XVII стагоддзя, вучоны Торы майстраваў невялікія круглявыя лупы. Яны дазвалялі разглядаць ужо пры 1500-кратным павелічэнні. Вялікім прарывам у развіцці мікраскапіі сталі прыборы, сканструяваныя Антоні ван Левенгук. Ён выпускаў партыі мікраскопаў, якія давалі дастатковую павелічэнне, каб можна было разгледзець клеткавае будова і свет мікраарганізмаў.

З тых самых часоў павелічальныя прыборы (лупа, мікраскоп) сталі неад'емнай часткай практычна ва ўсіх відах даследаванняў, як у біялагічных, так і ў іншых навуках. Сучаснае ж разнастайнасць тэхнічных прылад абавязана сваім існаваннем людзям з такімі імёнамі, як:

• Л. І. Мандэльштам.
• Д. С. Калядны.
• Эрнст Аббе.
• Р. Рыхтэр і іншыя.

Будова павелічальных прыбораў: лупа

З чаго ж складаюцца гэтыя прылады і як працуюць? Павелічальныя прыборы - лупа, мікраскоп - у сваёй аснове маюць, у прынцыпе, аднолькавы будынак. Дзеянне заснавана на прымяненні спецыяльных шклоў - лінзаў.

Павелічальнае прыбор лупа ўяўляе сабой выпуклую лінзу, якая апраўленая ў спецыяльную вонкавую рамку - аправу. Сама лінза - гэта спецыяльнае аптычнае шкло, якое мае двухбаковую выпукласць. Аправа можа быць любая:

• металічная;
• пластыкавая;
• гумавая.

Такія павелічальныя прыборы, як лупы, дазваляюць атрымліваць малюнкі ў 25-кратным памеры. Вядома, існуюць розныя па дадзеным паказчыку прылады. Нейкія лупы даюць павелічэнне ў 2 разы, а больш мадэрнізаваныя і дасканалыя - нават у 30.

Якія бываюць месяца?

Асноўнае месца выкарыстання лупы - урок біялогіі. Павелічальныя прыборы падобнага плану дазваляюць разглядаць дробныя структуры будовы раслін і жывёл. Выкарыстоўвацца могуць розныя варыянты вырабаў.

1. Лупа штативная - такі прыбор, у якім лінза замацоўваецца ў спецыяльнай аправе на штатыве для зручнасці выкарыстання.
2. Прыбор з ручкай. Пры такім варыянце ў аправу ўбудаваная невялікая зручная ручка, пры дапамозе якой можна адрэгуляваць якасць малюнка, набліжаючы або выдаляючы прылада.
3. Лупа з падсветкай і убудаваным компасам. Такая спатрэбіцца для палявых даследаванняў у лясной тайговай мясцовасці. Наяўнасць дыёдных лямпачак дазволіць праводзіць назірання нават у начны час сутак.
4. Лупа кішэннага варыянту, што складаецца, і накрываюць вечкам. Вельмі зручны варыянт для пастаяннага нашэння з сабой.

Таксама вельмі распаўсюджаныя камбінаваныя варыянты паміж пералічанымі: штативная з падсветкай, кішэнная на шнурку ці з ручкай і гэтак далей.

Мікраскоп - павелічальнае прыбор

Якая прылада мае гэты продмет? Сёння на школьных занятках выкарыстоўваюцца толькі такія павелічальныя прыборы: лупа, мікраскоп. З будынкам, працай і разнавіднасцямі першага прылады мы ўжо разабраліся. Аднак для вывучэння больш глыбінных працэсаў, якія праходзяць у клетках, разгледжвання бактэрыяльнага складу вады і гэтак далей, павелічальныя здольнасці лупы аказваюцца відавочна недастатковымі.

У гэтым выпадку асноўным працоўным інструментам становіцца мікраскоп, часцей за ўсё звычайны, светлавой або аптычны. Разгледзім, якія структурныя часткі ўваходзяць у яго склад.

1. Аснова ўсёй канструкцыі - штатыў. Ён уяўляе сабой элемент выгнутай формы, да якога мацуюцца ўсе астатнія часткі прыбора. Яго шырокая аснова - гэта тое, на чым трымаецца ўвесь мікраскоп ў цэлым і дзякуючы чаму ён устойліва замацоўваецца ў стаялым становішчы.
2. Зеркальце, якое мацуецца да штатыва з ніжняй часткі прыбора. Яно неабходна для ўлоўлівання сонечнага святла і напрамкі пучка на прадметны столік. Замацоўваецца яно з двух бакоў на рухомых шарнірах, што палягчае працэс налады святла.
3. Прадметны столік - нерухома замацаваная на штатыве канструкцыя, часцей за ўсё круглявай або прастакутнай формы, забяспечаная металічнымі замацавальнікі. Менавіта на яго ўсталёўваецца доследны мікрапрэпаратах, які з двух бакоў выразна фіксуецца і захоўвае нерухомасць.
4. Глядзельная трубка, якая з аднаго боку сканчаецца акулярам, а з другога - аб'ектывамі рознага павелічэння. Таксама надзейна прымацаваная да штатыва.
5. Аб'ектывы размяшчаюцца адразу над прадметным столікам і служаць для факусіроўка і павелічэння малюнка. Часцей за ўсё іх тры, кожны можна перамясціць і замацаваць у залежнасці ад патрэбы.
6. Акуляр з'яўляецца вяршыняй глядзельнай трубкі, і ён прызначаны непасрэдна для назірання за аб'ектам.
7. Апошняя важная частка, якую маюць усе павелічальныя прыборы падобнага роду - макра- і микровинты. Яны служаць для рэгулявання перамяшчэння глядзельнай трубкі з мэтай наладжвання самага лепшага якасці малюнка.

Відавочна, што будынак мікраскопа не занадта складана. Аднак гэта характэрна толькі для аптычных мадэляў. Сярэдняе павелічэнне, якое здольны даваць светлавы мікраскоп, - не больш за 300 разоў.

Калі ж казаць пра сучасныя канструкцыях, якія даюць павелічэнне ў тысячы разоў, то іх структура нашмат больш складана.

Якія бываюць мікраскопы і дзе выкарыстоўваюцца?

Існуюць розныя тыпы мікраскопаў. Самы просты з іх, светлавой або аптычны, складае асноўную масу канструкцый для выкарыстання школьнікамі. Лупа і мікраскоп - самыя прымальныя павелічальныя прыборы. 6 клас (біялогія - гэта школьны прадмет, на ўроках па якім выкарыстоўваюцца гэтыя аб'екты) мае на ўвазе знаёмства з прыладай, прынцыпамі працы дадзеных прыбораў.

Аднак школьнікам варта даць паняцце і пра тых відах мікраскопаў, з якімі працуюць навукоўцы, фізікі, хімікі, біёлагі, астраномы і гэтак далей. Такіх можна вылучыць 5 асноўных, яны былі пералічаныя вышэй. Лазерныя і электронныя прылады дазваляюць атрымліваць малюнкі, у сотні тысяч разоў праўзыходныя праўдзівыя памеры. Гэта дазваляе зазірнуць ўнутр нават самых дробных часціц і зрабіць масу адкрыццяў у розных галінах навукі і тэхнікі.

Падрыхтоўка прэпаратаў для мікраскопа

Ўрок "Прылада павелічальных прыбораў" - не адзіны ў школьным курсе вывучэння, які тычыцца працы з падобнымі прыладамі. Нароўні з будовай і правіламі карыстання, дзецям варта закласці асновы ведаў аб падрыхтоўцы мікрапрэпаратах для разгляду.

Для гэтага выкарыстоўваюць наступныя элементы:

• прадметнае шкло;
• покрыўнае шкельца;
• препаровальную іголку;
• фільтравальнай паперу;
• піпетку;
• ваду.

Калі неабходна разгледзець, напрыклад, скурку лука, то варта акуратна адпрэпараваных яе іголкай і ў выглядзе тонкай плевачка пакласці на прадметнае шкло. Змяшчаць трэба ў загадзя сфармаваную пры дапамозе піпеткі кроплю вады. Зверху прэпарат накрываецца тонкім покрыўным шкельцам і моцна прыціскаецца. Лішкі вадкасці выдаляюцца дакрананнем фільтравальнай паперы. Трэба старанна сачыць, каб пад покрыўным шклом не аказалася бурбалак паветра, інакш у мікраскоп будуць бачныя толькі яны.

Завадскія прэпараты або фiксаваныя

Акрамя вырабу "жывых" прэпаратаў, у школах часта выкарыстоўваюцца гатовыя, фіксаваныя. Яны пафарбаваны і больш інфарматыўна насычаныя, так як выраблены па адмысловых тэхналогіях з высокай доляй натуральнасці. Па іх можна асвоіць микростроение ўсіх вядомых элементаў будынка як жывёл, так і раслін. Акрамя таго, фіксаваныя прэпараты даюць магчымасць вывучыць бактэрыі, мікраскапічныя грыбы, найпростых іншых дробных істот.

Вывучэнне павелічальных прыбораў у школе

Як мы ўжо адзначалі вышэй, у школе абавязкова вывучаюцца павелічальныя прыборы. 6 клас - гэта пачатак у засваенні прынцыпу працы, асноў будынкі прыбораў.

Таксама менавіта ў гэты перыяд закладваюцца ўмення самастойна ўсталёўваць прэпарат на прадметны столік, ўлоўліваць святло і разглядаць малюнак, дамагаючыся высокай выразнасці ў наладжвання. На наступных прыступках навучання дзеці ўжо ўпэўнена выкарыстоўваюць мікраскопы і лупы для самых розных даследаванняў, так як цалкам валодаюць тэхнікай выкарыстання прылад.

Лабараторныя работы ў школе з выкарыстаннем светлавых мікраскопаў

Такіх на самай справе досыць шмат. Кожны настаўнік сам вырашае, якія віды работ трэба праводзіць. Бо ўсё залежыць ад колькасці абсталявання і яго працаздольнасці. Самымі распаўсюджанымі лабараторнымі даследаваннямі, якія патрабуюць выкарыстання павелічальных прыбораў, з'яўляюцца наступныя:

1. Вывучэнне будовы ліста расліны.
2. Вывучэнне працэсу транспірацыі раслін. Будова вусцеек.
3. Гифы плесневых грыбоў.
4. Спрэчкі раслін, іх будова.
5. Вывучэнне ўнутранага складу клеткі і іншыя.