§ 7. Прибор, открывающий невидимое

Определения и обозначения

Микроскоп — прибор, который позволяет рассматривать объекты, слишком мелкие для невооружённого глаза. Такие объекты могут быть видны как крошечные точки, и их детали невозможно различить без увеличения. Микроскоп помогает увидеть их строение и сравнить отдельные части.

Объектив — линза или несколько линз рядом с предметным столиком, где находится препарат. Он создаёт первое увеличенное изображение объекта. Именно поэтому объектив должен быть направлен на препарат: прибор начинает увеличивать изображение с этой части.

Окуляр — часть микроскопа, через которую наблюдатель смотрит. Он дополнительно увеличивает изображение, созданное объективом. Без окуляра нельзя было бы удобно рассматривать это изображение глазом.

Увеличение микроскопа показывает, во сколько раз прибор увеличивает изображение объекта. Его находят умножением увеличения объектива на увеличение окуляра. Это правило нужно, чтобы понять, насколько крупным будет изображение при выбранных частях прибора.

Как это устроено

Глаз различает детали, только если свет от них попадает в глаз достаточно раздельно. У очень маленьких объектов близкие детали дают почти одинаковое изображение, поэтому глаз не может их отделить друг от друга. Микроскоп помогает потому, что создаёт увеличенное изображение, в котором эти детали оказываются заметнее. Так можно разглядеть части объекта, которые без прибора сливались бы в одно пятнышко.

При наблюдении свет должен пройти от источника к глазу через препарат и оптические части микроскопа. Источником может быть лампа или зеркало, направляющее свет на объект. Освещённый препарат становится видимым через объектив, а затем свет проходит через окуляр и попадает в глаз. Если света мало или препарат расположен неправильно, изображение может быть тусклым или вовсе не попадать в поле зрения.

Объектив расположен близко к препарату, поэтому первым взаимодействует с изображением объекта. Его линзы собирают проходящий свет и создают увеличенное изображение. Окуляр находится у глаза: он действует как увеличительное стекло и делает изображение объектива ещё крупнее. Два этапа нужны потому, что каждая часть выполняет свою работу, а не просто повторяет другую.

На объективе и окуляре обычно написаны числа с обозначением ×, например 4× и 10×. Чтобы вычислить общее увеличение, нужно перемножить эти числа: 4 × 10 = 40. Значит, изображение увеличено в 40 раз. Если поставить объектив с другим увеличением, результат изменится, даже когда окуляр останется прежним.

Перед наблюдением поставь микроскоп на устойчивую поверхность и направь зеркало или включи источник света так, чтобы препарат был освещён. Положи препарат на предметный столик и расположи его над отверстием для света. Посмотри в окуляр и медленно вращай винт настройки резкости, пока изображение не станет чётким. Если ничего не видно, проверь освещение и положение препарата, а затем снова осторожно настрой резкость.

Части микроскопа и их назначение

Сначала найди на приборе части, которые помогают осветить препарат и разместить его, а потом — объектив и окуляр. По таблице можно восстановить путь наблюдения: свет освещает препарат, объектив создаёт изображение, а окуляр помогает его рассмотреть. Винт настройки используют осторожно, чтобы сделать изображение чётким.

Разбор задач

На окуляре указано увеличение 10×, а на объективе — 4×. Нужно определить, во сколько раз микроскоп увеличит изображение. Увеличения двух частей нельзя складывать: сначала работает объектив, а затем окуляр увеличивает полученное изображение. Поэтому применяем правило умножения.

1. Записываем увеличение окуляра: 10×.
2. Записываем увеличение объектива: 4×.
3. Перемножаем значения: 10 × 4 = 40.

Ответ: микроскоп увеличивает изображение в 40 раз. Число показывает увеличение изображения, а не изменение настоящего размера объекта.

Теперь окуляр имеет увеличение 10×, а объектив — 20×. Нужно найти общее увеличение и сравнить его с результатом для объектива 4× при том же окуляре. Сначала вычислим оба значения по одному правилу, а затем сравним полученные числа. Так сравнение будет справедливым: окуляр в обоих случаях одинаковый.

1. Для объектива 20× вычисляем: 10 × 20 = 200.
2. Для объектива 4× вычисляем: 10 × 4 = 40.
3. Сравниваем результаты: 200 больше 40, а 200 ÷ 40 = 5.

Ответ: с объективом 20× микроскоп увеличивает изображение в 200 раз. Это в 5 раз больше, чем при объективе 4× и том же окуляре.

Ученик установил микропрепарат, но не видит изображения. Препарат уже на столике, однако этого недостаточно: свет может быть направлен неправильно, а резкость — не настроена. Нужно действовать по порядку и не вращать винт резко. Так можно найти причину и не повредить прибор или препарат.

1. Проверяем, устойчиво ли стоит микроскоп, и направляем свет на препарат.
2. Проверяем, что препарат лежит на предметном столике и находится над отверстием для света.
3. Смотрим в окуляр и медленно вращаем винт, пока изображение не станет чётким.

Ответ: нужно проверить устойчивость и освещение, поправить положение препарата, а затем аккуратно настроить резкость. Если изображения по-прежнему нет, повторно проверь освещение и расположение препарата.

Типичные ошибки

Некоторые складывают увеличение объектива и окуляра, например 4 + 10, потому что считают их значения отдельными частями одного числа. Но объектив создаёт изображение, которое окуляр увеличивает ещё раз, поэтому значения перемножают. Проверь себя: если записал сумму, вспомни правило двух последовательных этапов увеличения. Для объектива 4× и окуляра 10× правильный результат — 40×.

Объектив и окуляр иногда считают одинаковыми деталями, ведь оба связаны с увеличением. Однако объектив создаёт первое изображение, а окуляр позволяет смотреть на него и увеличивает его дополнительно. Проверить себя просто: объектив находится рядом с препаратом, а окуляр — у глаза. Если перепутать их задачи, станет труднее понять путь света и вычислить общее увеличение.

Увеличенное изображение можно принять за изменение самого объекта. Это неверно: микроскоп делает видимую картину крупнее, но не растит и не перестраивает препарат. Проверь себя вопросом: изменился ли настоящий объект после того, как его поместили под прибор? Если нет, значит, изменился только масштаб изображения, доступного глазу.

Резкий поворот винта или прикосновение к линзам пальцами — опасные способы работы. Винт нужно вращать аккуратно, иначе можно повредить препарат или задеть части прибора, а на линзах останутся следы. Проверяй себя: настройка должна быть медленной, а пальцы не должны касаться линз. Бережное обращение помогает сохранить прибор чистым и исправным.

Связь с другими темами

Живые организмы состоят из частей, которые не всегда можно увидеть без специальных приборов. Поэтому знания о строении организмов связаны с умением пользоваться микроскопом: он помогает рассмотреть мелкие детали. Позже этот прибор пригодится при изучении клеток и тканей, из которых состоят организмы. Наблюдения под микроскопом помогают перейти от общего вида живого существа к его небольшим частям.

Что запомнить

• Микроскоп помогает рассматривать очень мелкие объекты.
• Объектив расположен рядом с препаратом.
• Окуляр — часть микроскопа, через которую смотрят.
• Объектив создаёт увеличенное изображение, а окуляр увеличивает его дополнительно.
• Общее увеличение находят умножением увеличения объектива на увеличение окуляра.
• С микроскопом работают аккуратно и не касаются линз пальцами.