§ 22. Прибор, открывающий «невидимое».

Определения и обозначения

Микроскоп — оптический прибор для наблюдения объектов, слишком малых, чтобы увидеть их невооружённым глазом. Оптическим его называют потому, что он работает со светом и линзами. Прибор нужен, чтобы рассмотреть мелкие детали клеток, тканей и других объектов.

Увеличение микроскопа — число, показывающее, во сколько раз изображение объекта больше его настоящих размеров. Например, увеличение 100× означает, что изображение кажется в сто раз крупнее. Это число помогает сравнить возможности разных настроек прибора.

Объектив — линза или система линз, расположенная ближе к исследуемому объекту. Она первой принимает свет от препарата и создаёт увеличенное изображение. От объектива зависит, насколько крупными и подробными будут видны детали.

Окуляр — часть микроскопа, через которую наблюдают изображение. Он дополнительно увеличивает изображение, созданное объективом, уже для глаза наблюдателя. Поэтому смотреть нужно в окуляр, а не прямо на препарат.

Как это устроено

Некоторые объекты нельзя рассмотреть невооружённым глазом, потому что их размеры меньше способности глаза различать близкие детали. Даже если такой объект освещён, его мелкие части сливаются в одно пятно или совсем не различаются. Микроскоп увеличивает изображение и позволяет увидеть строение объекта подробнее.

В световом микроскопе лучи от источника света проходят через препарат и попадают в объектив. Объектив собирает эти лучи так, что создаётся увеличенное изображение. Затем свет проходит через окуляр, который действует как увеличительное стекло и делает изображение ещё крупнее для глаза.

Микроскоп состоит из частей, выполняющих разные задачи. Предметный столик удерживает препарат, зеркало или осветитель направляет свет, а тубус сохраняет правильное положение объектива и окуляра. Винты помогают перемещать части прибора для настройки резкости, а штатив и основание поддерживают всю конструкцию.

Увеличения объектива и окуляра перемножаются, потому что изображение увеличивается последовательно. Сначала объектив делает его крупнее в несколько раз, а затем окуляр увеличивает уже получившееся изображение. Поэтому при объективе 10× и окуляре 15× общее увеличение равно 10 × 15 = 150×.

Сначала препарат кладут на предметный столик и закрепляют зажимами. Затем направляют свет снизу, выбирают малое увеличение и, глядя в окуляр, медленно вращают винт настройки до появления чёткого изображения. После этого при необходимости переходят на большее увеличение и осторожно уточняют резкость, не допуская соприкосновения линзы с препаратом.

Основные части светового микроскопа и их назначение

Таблица помогает связать название каждой части с её местом и работой. При подготовке к наблюдению удобно идти по ней сверху вниз: от оптических деталей к устройствам освещения, настройки и опоры. Так легче понять, какие части формируют изображение, а какие обеспечивают удобную и безопасную работу.

Разбор задач

Задача 1

Укажите, какие части микроскопа участвуют в увеличении изображения и какую роль выполняет каждая из них. Нужно не просто назвать детали, а расположить их по ходу света. Тогда станет понятно, какая часть работает первой, а какая — второй.

1. Свет от препарата сначала попадает в объектив.
2. Объектив создаёт первое увеличенное изображение.
3. Это изображение рассматривают через окуляр.
4. Окуляр дополнительно увеличивает его для глаза наблюдателя.

Ответ: в увеличении участвуют объектив и окуляр. Объектив расположен ближе к препарату и создаёт увеличенное изображение, а окуляр расположен ближе к глазу и увеличивает его дополнительно.

Задача 2

Определите общее увеличение микроскопа, если увеличение объектива равно 10, а окуляра — 15. Общее увеличение не находят сложением, потому что изображение увеличивается два раза подряд. Сначала работает объектив, а затем окуляр.

1. Записываем правило: общее увеличение = увеличение объектива × увеличение окуляра.
2. Подставляем значения: 10 × 15.
3. Выполняем умножение: 10 × 15 = 150.

Ответ: общее увеличение микроскопа равно 150×, то есть изображение кажется в 150 раз больше действительных размеров объекта.

Задача 3

Составьте последовательность действий для наблюдения готового микропрепарата: от размещения его на столике до получения чёткого изображения. Порядок нужен для того, чтобы сначала безопасно установить препарат, затем найти объект и только после этого увеличивать изображение. Резкие движения при настройке могут повредить стекло или объектив.

1. Положить микропрепарат на предметный столик и закрепить его.
2. Установить малое увеличение.
3. Направить свет на препарат с помощью зеркала или осветителя.
4. Глядя в окуляр, медленно вращать винт до получения резкого изображения.
5. При необходимости перейти на большее увеличение и осторожно уточнить резкость.

Ответ: препарат закрепляют, освещают снизу, начинают с малого увеличения, настраивают резкость и лишь затем используют большее увеличение. Все действия выполняют медленно и аккуратно.

Типичные ошибки

Ученик считает увеличением только число, указанное на окуляре, забывая об объективе. Так происходит, если воспринимать окуляр как единственную увеличивающую часть. Проверьте себя: найдите обозначения обеих частей и перемножьте их значения.

Препарат рассматривают без настройки освещения, поэтому изображение бывает слишком тёмным или засвеченным. Причина ошибки — попытка сразу наводить резкость, не направив свет на объект. Проверьте себя: до фокусировки убедитесь, что поле зрения освещено равномерно.

При большом увеличении резко вращают винт и могут повредить объектив или препарат. Это происходит потому, что расстояние между линзой и стеклом становится очень маленьким. Проверьте себя: вращайте винт медленно и следите, чтобы объектив не касался препарата.

Иногда путают действительные размеры объекта с размерами его увеличенного изображения. Увеличение меняет видимый размер, но не делает сам объект больше. Проверьте себя: если указано увеличение 150×, это означает размер изображения, увеличенный в 150 раз, а не изменение настоящего объекта.

Связь с другими темами

До изучения микроскопа полезно вспомнить свойства света и действие линз. Также пригодятся умения измерять длину и обращаться с простыми оптическими приборами. Эти знания объясняют, почему линзы меняют направление лучей и размер изображения.

Дальше микроскоп понадобится при изучении клеточного строения организмов и разнообразия живых существ. С его помощью можно рассматривать клетки, части растений и другие мелкие структуры. Наблюдения помогают связывать строение организма с его жизнью.

Микроскоп используют не только на уроках биологии. Он нужен в медицине для исследования тканей, в сельском хозяйстве для изучения растений и вредителей, а также в научной работе для получения новых сведений о природе.

Что запомнить

• Микроскоп позволяет рассматривать объекты, невидимые невооружённым глазом.
• Световой микроскоп формирует изображение с помощью объектива и окуляра.
• Объектив располагается ближе к препарату, а окуляр — ближе к глазу наблюдателя.
• Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляра.
• Препарат помещают на предметный столик и освещают снизу.
• Сначала настраивают наблюдение при малом увеличении, затем при необходимости переходят к большему.
• Работать с микроскопом нужно осторожно, не касаясь линз пальцами.