14. Работа с лупой и микроскопом

Определения и обозначения

Лупа — оптический прибор с выпуклой линзой, который увеличивает изображение небольшого предмета. Её используют, чтобы рассмотреть жилки листа, мелкие детали семени или поверхность другого объекта. Лупу приближают к предмету и находят такое расстояние, при котором изображение становится чётким.

Микроскоп — оптический прибор для наблюдения очень мелких объектов. Он нужен, когда клетку или другую деталь невозможно различить невооружённым глазом. Основные части его оптической системы — объектив и окуляр.

Микропрепарат — подготовленный для наблюдения объект, помещённый на предметное стекло. Сверху его накрывают покровным стеклом, чтобы удержать объект на месте, защитить его и сделать слой материала более ровным. Благодаря этому препарат можно рассматривать, не сдвигая его и не повреждая линзы.

Увеличение микроскопа показывает, во сколько раз изображение объекта больше его обычного изображения. Его находят умножением увеличения окуляра на увеличение объектива. Например, 10× · 40× = 400×, то есть изображение увеличено в 400 раз.

Как это устроено

Лупа увеличивает предмет благодаря выпуклой линзе. Такая линза изменяет направление световых лучей, и они расходятся после неё так, что глаз воспринимает увеличенное изображение. Поэтому лупу нужно не просто поднести к объекту, а подобрать удобное расстояние между линзой, предметом и глазом.

В микроскопе свет проходит через микропрепарат и попадает в объектив. Объектив создаёт увеличенное изображение, а окуляр рассматривает его как увеличительное стекло и увеличивает ещё сильнее. Поэтому итоговое увеличение получают не сложением, а умножением увеличений двух частей.

Окуляр находится в верхней части тубуса, а объектив — ближе к препарату. Предметный столик удерживает стекло, зеркало или осветитель направляет свет снизу, а винты перемещают тубус или столик для наведения резкости. Все эти детали работают вместе: свет делает объект видимым, линзы увеличивают изображение, а винты помогают рассмотреть его чётко.

Перед работой микроскоп ставят на ровную устойчивую поверхность, чтобы прибор не шатался. Зеркало направляют на источник света или включают встроенный осветитель, а затем устанавливают малое увеличение. Такой порядок помогает сразу получить освещённое поле и не потерять нужный участок препарата.

Препарат кладут на столик и закрепляют зажимами, чтобы он не двигался. В окуляр смотрят спокойно, а винт вращают медленно, постоянно контролируя резкость. Нельзя допускать столкновения объектива с покровным стеклом: оно может треснуть, а линза — повредиться.

Сравнение лупы и микроскопа

Таблица помогает быстро выбрать прибор по размеру объекта и способу наблюдения. Если нужно рассмотреть заметную деталь листа, достаточно лупы, а для клеточного строения нужен микроскоп. При работе с микроскопом отдельно проверяют значения на окуляре и объективе.

Разбор задач

Задача 1. Жилки листа под лупой

Нужно рассмотреть жилки листа и описать, как держать прибор и предмет. Цель — получить не самое большое, а чёткое изображение. Поэтому расстояние между лупой и листом придётся немного подобрать.

1. Положите лист на ровную поверхность или держите его неподвижно.
2. Возьмите лупу за ручку и направьте линзу на участок с жилками.
3. Медленно приближайте или отдаляйте лупу, пока линии жилок не станут резкими.
4. Сохраняйте найденное расстояние и не двигайте одновременно и лист, и лупу.

Ответ: предмет должен быть неподвижным, а лупу держат так, чтобы расстояние до листа обеспечивало резкость. Если изображение расплывается, плавно изменяют расстояние, а не давят на линзу или лист.

Задача 2. Подготовка микроскопа

Нужно получить чёткое изображение готового микропрепарата при малом увеличении. Начинать с большого увеличения неудобно: поле зрения становится меньше, и нужный объект труднее найти. Последовательность действий важна для сохранности прибора и препарата.

1. Поставьте микроскоп на ровную поверхность и направьте зеркало или включите осветитель.
2. Установите объектив с малым увеличением.
3. Положите препарат на столик покровным стеклом вверх и закрепите его зажимами.
4. Смотря в окуляр, медленно вращайте винт до появления резкого изображения.

Ответ: микроскоп подготовлен правильно, если поле освещено, препарат неподвижен, а изображение видно чётко. Объектив при этом не касается покровного стекла.

Задача 3. Общее увеличение

На окуляре указано 10×, а на объективе — 40×. Нужно определить, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение. Для этого учитывают работу обеих оптических частей.

1. Запишите увеличение окуляра: 10×.
2. Запишите увеличение объектива: 40×.
3. Перемножьте значения: 10 · 40 = 400.

Ответ: общее увеличение равно 400×. Это означает, что микроскоп создаёт изображение, которое воспринимается увеличенным в 400 раз по сравнению с обычным наблюдением.

Типичные ошибки

Ошибка: считать общее увеличение равным только увеличению объектива. Так думают, потому что объектив расположен ближе к препарату и кажется главным. Проверьте себя: найдите значения окуляра и объектива и обязательно перемножьте их.

Ошибка: сразу начинать с большого увеличения. При этом поле зрения становится меньше, а нужный участок сложнее обнаружить. Начинайте с малого увеличения, найдите объект и только затем переходите к большему.

Ошибка: резко вращать винт, глядя в окуляр. Объектив может упереться в покровное стекло, повредить препарат или линзу. Вращайте винт медленно и следите за расстоянием между объективом и стеклом.

Ошибка: считать, что микроскоп увеличивает сам объект. Размер клетки или другого объекта от прибора не меняется — меняется только изображение, которое видит глаз. Проверьте формулировку: правильно говорить «микроскоп увеличивает изображение объекта».

Связь с другими темами

Для работы с микроскопом нужно знать, что живые организмы состоят из клеток. Многие клетки настолько малы, что не видны невооружённым глазом, поэтому их изучают с помощью оптических приборов.

Навык работы с микроскопом пригодится при изучении клеточного строения растений, животных и других организмов. Умение приготовить препарат, осветить его и навести резкость помогает правильно рассматривать клетки и сравнивать их строение.

Что запомнить

• Лупа помогает рассматривать небольшие объекты и их детали.
• Микроскоп позволяет наблюдать объекты, неразличимые невооружённым глазом.
• Основные оптические части микроскопа — объектив и окуляр.
• Общее увеличение находят умножением увеличения окуляра на увеличение объектива.
• Работу с микроскопом начинают с малого увеличения.
• Резкость наводят медленно, не допуская соприкосновения объектива с препаратом.