§ 6. Устройство увеличительных приборов

Определения и обозначения

Лупа — простой увеличительный прибор, который помогает рассматривать небольшие предметы и их детали. Обычно её используют для чтения мелкого текста или изучения частей растения. Лупу держат между глазом и объектом и немного перемещают, пока изображение не станет чётким.

Микроскоп — прибор для рассмотрения очень мелких объектов, например тонких частей растений. Он нужен, когда деталей слишком мало, чтобы увидеть их через лупу или невооружённым глазом. В отличие от лупы, микроскоп увеличивает изображение с помощью нескольких частей.

Окуляр — верхняя часть микроскопа, в которую смотрят. Он находится на конце тубуса, то есть трубки прибора. Окуляр увеличивает изображение, которое подготовил объектив, поэтому через него детали выглядят крупнее.

Объектив — часть микроскопа, обращённая к рассматриваемому объекту. Он расположен ближе к препарату — объекту, подготовленному для наблюдения. Объектив создаёт увеличенное изображение, которое затем рассматривают через окуляр.

Как это устроено

Мелкие детали трудно увидеть невооружённым глазом, потому что они занимают очень малую часть поля зрения и могут сливаться. Увеличительный прибор делает изображение детали крупнее для наблюдателя. Поэтому можно различить то, что без прибора кажется точкой или вовсе незаметно.

Лупа увеличивает изображение благодаря своей линзе. Чтобы изображение было чётким, лупу располагают между глазом и объектом и подбирают расстояние, понемногу приближая или отдаляя её. Если держать её слишком близко или слишком далеко, изображение может стать размытым, поэтому положение проверяют во время наблюдения.

Основание поддерживает микроскоп, а штатив соединяет его части и помогает удерживать их. На предметный столик кладут препарат, а тубус располагает окуляр над объективом. Объектив находится ближе к столику, тогда как в окуляр смотрят сверху. Такое расположение нужно, чтобы части прибора работали вместе при наблюдении.

Препарат должен быть освещён, иначе его детали будут плохо видны. Свет от зеркала или осветителя направляют на препарат снизу, затем он проходит через него и попадает в объектив. Зеркало только направляет свет, а осветитель даёт его; ни то ни другое не увеличивает изображение.

Сначала объектив создаёт увеличенное изображение препарата, а окуляр увеличивает его для наблюдателя ещё раз. Поэтому общее увеличение зависит от увеличения обеих частей, а не только от одной из них. Его находят умножением: увеличение окуляра × увеличение объектива. Если окуляр увеличивает в 10 раз, а объектив — в 4 раза, общее увеличение равно 40×.

Увеличительные приборы и их устройство

Сравни таблицу по строкам: так проще увидеть, чем отличаются лупа и микроскоп. В строке об увеличении для микроскопа помни: результат зависит от окуляра и объектива. Увеличения в таблице не заданы, поэтому для вычисления нужны числа, указанные на конкретном приборе.

Разбор задач

Задача 1. Рассмотри печатный текст сначала невооружённым глазом, затем через лупу. Опиши, что изменилось и как нужно расположить лупу.

1. Посмотри на текст без прибора и отметь, насколько хорошо видны буквы и мелкие элементы.
2. Поднеси лупу между глазом и текстом, не прижимая её к странице.
3. Медленно измени расстояние до текста, пока изображение букв не станет чётким.
4. Сравни наблюдения: через лупу буквы выглядят крупнее, а положение лупы влияет на чёткость.

Ответ: лупу располагают между глазом и текстом, постепенно подбирая расстояние. Через неё буквы выглядят увеличенными; если изображение расплывается, нужно немного изменить положение лупы.

Задача 2. На микроскопе указаны увеличения окуляра 10× и объектива 4×. Найди общее увеличение.

1. Определи, какие части дают увеличение: это окуляр и объектив.
2. Запиши правило: общее увеличение равно произведению увеличений этих частей.
3. Вычисли: 10 × 4 = 40.

Ответ: общее увеличение микроскопа равно 40×. Это значит, что изображение увеличено в 40 раз по сравнению с объектом.

Задача 3. Общее увеличение микроскопа равно 100×, а увеличение окуляра — 10×. Определи увеличение объектива и назови части прибора, которые участвуют в наблюдении препарата.

1. Вспомни, что общее увеличение получают умножением окуляра на объектив.
2. Чтобы найти неизвестное увеличение объектива, раздели общее увеличение на увеличение окуляра: 100 ÷ 10 = 10.
3. Для наблюдения препарат кладут на предметный столик, освещают, а изображение получают объективом и рассматривают через окуляр.

Ответ: увеличение объектива — 10×. В наблюдении участвуют предметный столик, источник или направление света, объектив и окуляр.

Типичные ошибки

Окуляр и объектив иногда путают, потому что обе части связаны с увеличением. Но в окуляр смотрят, а объектив направлен к препарату. Проверь себя: найди часть у глаза и часть рядом с предметным столиком — это разные детали.

Некоторые складывают увеличения окуляра и объектива, потому что привыкли складывать числа. Для микроскопа их нужно перемножать: например, 10× и 4× дают 40×, а не 14×. Проверка простая: используй правило «общее увеличение = окуляр × объектив».

Зеркалу или осветителю порой приписывают увеличение, потому что после настройки свет детали становятся заметнее. Но они направляют свет на препарат, а изображение увеличивают объектив и окуляр. Чтобы проверить себя, спроси: эта часть меняет размер изображения или только помогает осветить объект?

Начинать наблюдение без настройки — значит рисковать увидеть тёмное или нечёткое изображение. Так бывает, если препарат не освещён или части прибора не дают рассмотреть его ясно. Сначала проверь освещение и добейся чёткой картинки, а потом изучай детали.

Связь с другими темами

Чтобы работать с увеличительными приборами, полезно понимать, что наблюдение — это изучение объекта, а изображение — то, что мы видим через прибор. Микроскоп понадобится, когда вы будете готовить и рассматривать микропрепараты, а также изучать клетки. Умение пользоваться лупой и микроскопом поможет исследовать строение растений, грибов и других организмов. Так наблюдение становится способом узнавать больше о живой природе.

Что запомнить

• Лупа и микроскоп помогают рассматривать мелкие объекты.
• Окуляр — часть микроскопа, в которую смотрят.
• Объектив обращён к препарату.
• Предметный столик служит для размещения препарата.
• Для наблюдения препарат должен быть освещён.
• Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличений окуляра и объектива.