§ 34. Увеличительные приборы

Определения и обозначения

Увеличительный прибор — оптический прибор, который помогает рассмотреть мелкие предметы и их детали. Оптическим называют прибор, работающий со светом. Он нужен, когда глазом трудно разглядеть форму, строение или мелкие части объекта.

Лупа — простейший увеличительный прибор с выпуклой линзой. Линзу держат близко к глазу, а предмет располагают перед ней и понемногу меняют расстояние, пока изображение не станет чётким. Лупой удобно рассматривать, например, жилки листа или мелкие знаки.

Микроскоп — прибор с системой линз для наблюдения очень мелких объектов. Его основные части, которые понадобятся при работе, — объектив, окуляр, тубус, предметный столик и устройство для настройки резкости. Микроскоп нужен, когда деталей слишком мало, чтобы увидеть их через лупу.

Увеличение — число, показывающее, во сколько раз изображение предмета кажется больше самого предмета. Его значение обычно написано на лупе или на частях микроскопа. На окуляре и объективе могут быть указаны отдельные числа: для микроскопа их перемножают.

Как это устроено

Мелкие детали трудно различить невооружённым глазом, потому что они занимают очень малую часть поля зрения. Увеличительный прибор помогает рассмотреть больше подробностей благодаря линзам, которые изменяют направление световых лучей. Поэтому с помощью лупы или микроскопа можно изучать строение объектов, недоступное обычному зрению.

Выпуклая линза лупы преломляет свет — то есть меняет направление его лучей. Благодаря этому глаз видит предмет или его изображение крупнее. Если предмет расположен слишком близко или далеко от линзы, изображение становится нечётким, поэтому лупу и предмет слегка перемещают относительно друг друга. Найдя подходящее расстояние, их удерживают неподвижно.

В микроскопе свет должен пройти через препарат — тонкий образец, подготовленный для наблюдения. Его освещает источник света или свет, направленный зеркалом; лучи проходят через объект и попадают в объектив. Объектив находится близко к препарату, а система линз микроскопа передаёт изображение дальше, к окуляру. Если света недостаточно или он направлен неправильно, детали трудно различить.

Объектив создаёт увеличенное изображение объекта, а окуляр помогает рассмотреть его глазом и увеличивает ещё раз. Поэтому увеличение микроскопа складывается из работы двух частей, а не одного окуляра. Например, объектив сначала увеличивает изображение, после чего окуляр делает его видимым в большем масштабе. У лупы основную работу выполняет одна линза, поэтому она устроена проще.

Чтобы начать наблюдение, препарат кладут на предметный столик и закрепляют, чтобы он не сдвигался. Сначала выбирают малое увеличение: так легче найти нужный участок, а в поле зрения помещается больше объекта. Затем направляют свет и осторожно настраивают резкость. При этом следят, чтобы объектив не коснулся препарата: контакт может повредить и образец, и прибор.

Сравнение лупы и микроскопа

Сначала определите, насколько мелкие детали нужно увидеть: для многих заметных подробностей достаточно лупы, а для очень маленьких объектов нужен микроскоп. Затем сравните, как располагают предмет и настраивают изображение. Строка о безопасности напоминает, как обращаться с приборами и не повредить оптику.

Разбор задач

Задача 1. Нужно рассмотреть жилки на листе. Выберите подходящий прибор и опишите, как им воспользоваться. Жилки — мелкие, но обычно заметные детали, поэтому сначала попробуем обойтись простым прибором. Нужно добиться чёткого изображения и не закрывать линзу пальцами.

1. Выбираем лупу: её увеличения обычно достаточно, чтобы увидеть жилки листа.
2. Подносим лупу к глазу, а лист располагаем перед линзой.
3. Медленно меняем расстояние между листом и лупой, пока жилки не станут чёткими, и удерживаем положение.

Ответ: используем лупу и подбираем расстояние до листа, при котором жилки хорошо видны. Если изображение расплывается, немного перемещаем лист или лупу.

Задача 2. Приготовьте препарат тонкой кожицы лука и рассмотрите его в школьный микроскоп. Назовите основные действия по порядку. Образец должен пропускать свет, поэтому кожица нужна тонкая. Для безопасного наблюдения важно закрепить препарат и не приближать объектив к нему резким движением.

1. Готовим тонкий препарат кожицы лука и размещаем его на предметном столике.
2. Закрепляем препарат, чтобы он не сдвигался, и направляем на него свет от источника или зеркала.
3. Начинаем с малого увеличения и смотрим в окуляр.
4. Осторожно настраиваем резкость, не допуская касания объектива с препаратом.

Ответ: подготовить и закрепить образец, направить свет, выбрать малое увеличение и аккуратно навести резкость. При необходимости после этого можно перейти к большему увеличению.

Задача 3. На лупе указано увеличение 3×, а на микроскопе — 10× на окуляре и 4× на объективе. Какое увеличение даёт микроскоп и какой прибор увеличивает сильнее? Для микроскопа нужно учесть обе линзы, поэтому сначала вычислим его общее увеличение. Затем сравним результат с числом на лупе.

1. Записываем значения: окуляр увеличивает в 10 раз, объектив — в 4 раза.
2. Перемножаем их: 10 × 4 = 40.
3. Сравниваем 40 с увеличением лупы 3: 40 больше 3.

Ответ: микроскоп даёт увеличение в 40 раз и увеличивает сильнее лупы, у которой увеличение равно 3×.

Типичные ошибки

Ошибка — думать, что лупа увеличивает сам предмет. На самом деле предмет не меняется: линза помогает увидеть его увеличенное изображение. Такое заблуждение появляется потому, что предмет через лупу выглядит крупнее. Проверьте себя: уберите лупу — сам лист или другой предмет останется прежнего размера.

Ошибка — считать окуляр единственной увеличивающей частью микроскопа. Объектив тоже создаёт увеличение, а окуляр помогает рассмотреть полученное изображение. Путают их, потому что глаз смотрит именно в окуляр. Проверьте обозначения на обеих частях и перемножьте числа, чтобы найти общее увеличение.

Ошибка — сразу выбирать самое большое увеличение. При нём труднее найти объект и настроить резкость, потому что в поле зрения попадает меньшая часть образца. Большое число кажется лучшим, но для начала наблюдения оно неудобно. Проверьте порядок работы: сначала малое увеличение, затем при необходимости большее.

Ошибка — резко опускать тубус или касаться линз пальцами. Так можно повредить препарат и прибор, а отпечатки на оптике ухудшат изображение. Это происходит, когда торопятся настроить микроскоп или держат его неаккуратно. Проверьте себя: перемещайте настройки плавно и не трогайте линзы руками.

Связь с другими темами

Для работы с увеличительными приборами нужно знать, что свет позволяет видеть предметы. Полезно также помнить, что свет проходит через прозрачные материалы: это помогает понять, почему для микроскопа готовят тонкий препарат. Если образец не пропускает свет, рассмотреть его внутренние детали труднее.

Навык рассматривать объекты через лупу и микроскоп пригодится при изучении клеток, тканей и мелких организмов. Он помогает замечать строение, которое не видно при обычном наблюдении. Значит, приборы не только увеличивают изображение, но и дают возможность задавать вопросы о том, как устроена природа.

Умение обращаться с микроскопом понадобится на уроках биологии и во время лабораторных наблюдений. Нужно будет правильно подготовить и закрепить препарат, выбрать увеличение и настроить резкость. Аккуратная работа помогает получить ясное изображение и сохранить прибор в исправности.

Что запомнить

• Лупа и микроскоп помогают рассматривать мелкие детали.
• В лупе увеличение создаёт линза.
• В микроскопе используют объектив и окуляр.
• Объект для микроскопа помещают на предметный столик.
• Начинать наблюдение следует с малого увеличения.
• Резкость наводят осторожно, не касаясь препарата объективом.