ТОП 10: |
⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 37Следующая ⇒
Микроскоп является прибором, позволяющим увеличивать изображение предмета (клетки растения) в сотни и тысячи раз. Микроскоп был изобретен в Голландии А.Левенгуком. Тогда же начали изготавливать микроскопы, увеличивающие предметы до 270 раз. Постепенно развивались технологии в оптике, вследствие чего появились более качественные линзы и более прочные удерживающие конструкции, благодаря чему получается точное изображение. В настоящее время производят оптические микроскопы, дающие тысячекратное увеличение при микроскопии. Уже в ХХ веке был сконструирован электронный цифровой микроскоп, увеличивающий предмет в сотни тысяч раз. В школе на уроке биологии используют световой микроскоп. Строение светового микроскопа таково: окуляр (два увеличительных стекла, помещеные в оправу) и объектив (также состоит из увеличительных стекол в оправе), вставленные в прикрепленный к штативу тубус. Также к штативу крепится предметный столик с зеркалом под ним. Главный принцип работы светового микроскопа состоит в том, что через прозрачный или полупрозрачный предмет (объект исследования), размещенный на предметном столике, проходят лучи света и попадают на систему линз объектива, которые увеличивают изображение. Эту же роль играют линзы окуляра, через которые исследователь изучает объект. При работе с микроскопом следует соблюдать определенные правила. Микроскоп нужно повернуть штативом к себе, а отраженный от зеркала луч света должен попадать в отверстие предметного столика. Подготовленный препарат размещают на предметном столике и закрепляют зажимами. Посредством винта медленно опускают тубус так, чтобы объектив остановился на расстоянии 1-2 мм от предметного стекла. После этого следует плавно поднимать тубус, пока не станет видна четкая картина препарата. Таким образом, достичь четкого изображения предметов возможно с помощью регулирующих винтов, расположенных сбоку на корпусе микроскопа. Они изменяют расстояние от линз до объекта. В конструкции некоторых микроскопов вместо линз перемещают платформу предметного столика вместе с объектом. В состав микроскопа входят три функциональных элемента: осветительная часть, воспроизводящая и визуализирующая. Осветительный элемент создает световой поток для освещения объекта исследования для того, чтобы возможно его было увеличить и рассмотреть. В осветительную часть входят источник света и оптико-механическая система. Предназначение воспроизводящей части микроскопа – воспроизведение изображения предмета в плоскости с необходимым качеством изображения и кратностью увеличения. Воспроизводящий элемент – это объектив и промежуточная оптическая система. Визуализирующий элемент необходим для получения изображения предмета на сетчатке глаза, фотопленке, экране и дополнительного увеличения. В визуализирующую часть входят монокулярная, бинокулярная и тринокулярная визуальная насадка с наблюдательной системой (окулярами), проекционные насадки, системы дополнительного увеличения, рисовальные аппараты, системы анализа и документирования изображений. Наличие дополнительных систем зависит от типа микроскопа.
|
Строение светового микроскопа — урок. Биология, Бактерии. Грибы. Растения (5–6 класс).
Чтобы ознакомиться со строением клетки и рассмотреть её составные части, нужно использовать увеличительное оборудование, одним из которых является световой микроскоп.
Первые микроскопы были похожи на увеличительные стёкла, и в них использовалось только одно стекло или линза из полированного горного хрусталя.
Одним из первых создателей (\(1610\) г.) микроскопа считают физика и математика Галилео Галилея.
Большие технические возможности и лучшее качество изображения можно получить при помощи микроскопа с двумя линзами. Создание такого прибора связано с именем английского физика Роберта Гука (\(1665\) г.). Этот микроскоп увеличивал в \(30\) раз.
Для своего времени превосходного мастерства в изготовлении микроскопов достиг нидерландский купец Антони ван Левенгук (\(1632\)–\(1723\)). Он умел производить линзы, увеличивающие в \(200\)–\(270\) раз. Линзы закреплялись на специальном штативе, так как, чтобы достичь такого увеличения, важно, чтобы исследуемый объект находился точно напротив линзы и на определённом расстоянии от неё. За свою жизнь Левенгук изготовил более \(200\) микроскопов.
Строение современного светового микроскопа
Корпус микроскопа образуют основание и
К штативу прикреплён предметный столик и присоединён тубус.
В верхней части тубуса расположен окуляр, через который рассматривают изучаемый объект, в нижней части тубуса микроскопа расположены объективы.
Рассматриваемый объект прикрепляется к предметному столику при помощи зажимов.
Важной составной частью микроскопа является источник света.
Освещённость регулируется при помощи диафрагмы.
Для перемещения предметного столика предусмотрены макровинт и
Как узнать увеличение микроскопа?
Для увеличения изображения в микроскопе используются 2 линзы (увеличительных стекла). Одна из них находится в объективе, а другая — в окуляре.
Обрати внимание!
Увеличение микроскопа равно произведению увеличения линзы окуляра на увеличение линзы объектива.
Увеличение \(=\) окуляр \(х\) объектив.
Пример:
увеличение \(=\) окуляр \(х\) объектив \(=\) \(10\) \(х\) \(10\) \(=\) \(100\) раз.
В школе обычно используются микроскопы с увеличением до \(400\) раз.
Устройство световых микроскопов и техника микроскопирования. — КиберПедия
Лабораторная работа №1.
Устройство световых микроскопов и техника микроскопирования.
Цель. На основе знаний устройства светового микроскопа освоить технику микроскопирования и приготовления временных микропрепаратов. Ознакомиться с правилами оформления лабораторной работы.
Оборудование. Микроскоп на каждого ученика. Предметные и покровные стекла, пипетки, стаканчики с водой, вата, пинцеты, ножницы, тетрадь, альбом. Схема устройства микроскопа и его частей.
Ход работы.
Рассмотрите основные части микроскопа: механическую, оптическую и осветительную.
К механической части относятся штатив, предметный столик, тубус, револьвер, макро- и микрометрические винты.
Оптическая часть микроскопа представлена окулярами и объективами. Окуляр (лат.okulus -глаз) находится в верхней части тубуса и обращен к глазу.
Это система линз, заключенных в гильзу. По цифре на верхней поверхности окуляра можно судить о кратности его увеличения (х 7, х 10, х 15). Окуляр можно вынуть из тубуса и заменять по мере необходимости. На противоположной стороне тубуса вращающая пластина, или револьвер (лат. rewolvo) — вращаю), в которой три гнезда для объективов. Объектив — система линз, они имеют различную кратность. Общее увеличение микроскопа равно увеличению окуляра, умноженному на увеличение объектива.
Осветительная часть состоит из зеркала.
Правила работы с микроскопом.
1.Установить микроскоп штативом к себе, предметным столиком от себя.
2.Поставить в рабочее положение объектив малого увеличения.
3.Глядя в окуляр левым глазом, вращайте зеркало в разных направлениях, пока поле зрения не будет освещено ярко и равномерно.
4.Положите на предметный столик приготовленный препарат (покровным стеклом вверх), чтобы объектив находился в центре отверстия предметного столика.
5.Под контролем зрения медленно опустить тубус с помощью макровинта, чтобы объектив находился на расстоянии 2мм от препарата.
6.Смотреть в окуляр и медленно поднимать тубус, пока не появится изображение объекта.
7.Вращая револьвер, перевести в рабочее положение объектив большого увеличения.
9.Опустить тубус под контролем глаза (смотреть не в окуляр, а сбоку) почти до прикосновения с препаратом.
10.Глядя в окуляр, медленно поднимать тубус, пока не появится изображение.
11.При зарисовке препарата смотреть в окуляр левым глазом.
Задание2.Переписать правила работы с микроскопом в тетрадь для лабораторных работ.
Методика приготовления временного препарата.
1.Взять предметное стекло, держа его за боковые грани, положить на стол.
2.Поместить в центр стекла объект – кожицу чешуи лука. Пипеткой нанести на объект одну каплю воды.
3.На предметное стекло положить покровное стекло.
4.Рассмотреть готовый препарат.
Задание3. Зарисовать увиденное в тетрадь.
Лабораторная работа №2.
Обнаружение биополимеров в биологических объектах.
Цель.Доказать присутствие в биологических объектах белков, углеводов и липидов.
Ход работы.
1.В пробирку внести 5 капель 1% — го яичного белка, три капли 10% раствора гидроксида натрия и 1 каплю 1% раствора сульфата меди и перемешивают. Содержимое пробирки приобретает сине — фиолетовое окрашивание, следовательно …
2.В пробирку внести 10 капель 1% — го раствора крахмала и одну каплю 1% раствора йода. Наблюдается сине — фиолетовое окрашивание, следовательно …
3.В сухую пробирку налить 10 капель ацетона; в стаканчик положить желток куриного яйца.Помешивая палочкой, по каплям прилить 40 мл горячего спирта.
4.Когда раствор остынет, отфильтровать его в сухую пробирку. Фильтрат должен быть прозрачным. При добавлении реактива выпадает белый осадок, следовательно …
Лабораторная работа №3.
Каталитическая активность ферментов в живых тканях.
Цель: Сформировать знания о роли ферментов в живых тканях, закрепить умение делать выводы по наблюдениям.
Оборудование: Н2О2(пероксид водорода), 6 пробирок, ткани растений (сырой и варёный картофель), ткани животных (сырое и варёное мясо), песок, ступка, пестик.
Ход работы:
1)Приготовить 5 пробирок. В 1-ую поместить песок, во 2- ую пробирку сырой картофель, в 3-ю пробирку варёный картофель, в 4- ую пробирку сырое мясо, в 5-ую пробирку варёное мясо. Капните в каждую пробирку Н2О2, пронаблюдайте, что будет происходить в каждой пробирке.
2)Размельчить в ступке сырой картофель с песком, перенесите измельченную структуру в 6-ую пробирку, и капнуть туда. Н2О2, сравните активность измельченной и целой растительной ткани.
3)Наблюдения занесите в таблицу.
| № пробирки | Что делали | Что наблюдали |
| Песок + Н2О2 | ||
| Сырой картофель + Н2О2 | ||
| Варёный картофель + Н2О2 | ||
| Сырое мясо + Н2О2 | ||
| Варёное мясо + Н2О2 | ||
| Песок + сырой картофель + Н2О2 | |
Заполните третью колонку таблицы, используя ниже расположенные предложения:
1.Реакции нет
2.Выделяется кислород, белок распадается до первичной структуры и превращается в пену.
3.Выделяется кислород, белок распадается до первичной структуры и превращается в пену, мясо белеет и всплывает.
4. Реакция та же что и в сыром мясе, но происходит в два раза быстрее.
4)Вывод: (для формулировки вывода к лабораторной работе необходимо ответить на вопросы)
№1) В каких пробирках проявилась активность ферментов?
(почему?).
№2)Как проявляется активность ферментов в живых и мёртвых тканях?
№3)Как влияет измельчение ткани на активность ферментов?
№4)Различается ли активность ферментов в животной и растительной клетке?
1)Активность проявилась во 2,4,6 пробирках, потому что в этих пробирках были сырые продукты, а в сырых продуктах содержится белок, а в остальных пробирках были варёные продукты, а, как известно в неживых — варёных продуктах белок при варении разрушался, и реакции не проявил. Поэтому организмом лучше усваивается продукты, содержащие белок.
2)В мёртвых тканях активность ферментов отсутствует, т. к. белок в этих тканях был разрушен при варке, а в живых тканях при взаимодействии с перекисью водорода из ткани выделялся кислород, белок расщеплялся до первичной структуры и превращался в пену.
3)При измельчении живой ткани активность происходит в два раза быстрее, чем у не измельченной, т. к. растёт площадь соприкосновения белка и Н2О2.
4)В растительных клетках реакция происходит медленнее, чем в животных, т. к. в них меньше белка, а в животных белка больше и реакция в них протекает быстрее.
4)Выводы: Белок содержится только в живых продуктах, а в варёных продуктах белок разрушен, поэтому никакой реакции с варёными продуктами и песком не происходит. Если же ещё и размельчить продукты, то реакция будет проходить быстрее.
Лабораторная работа №4.
Ход работы.
1.Приготовить препарат для микроскопа. Для этого в слабый раствор хлорида натрия поместить кусочек кожицы чешуи лука. Можно увидеть сморщивание клеток, что указывает на проницаемость клеточной оболочки. В данном случае вода из клетки выходит в окружающую среду.
2.Перенести клетки в каплю дистиллированной воды или оттянуть из — под покровного стекла раствор при помощи фильтровальной бумаги и заменить его на дистиллированную воду. Пронаблюдать, как клетки набухают, так как в них поступает вода.
3. Заполните таблицу и сформулируйте вывод, ответив на вопрос: какое физиологическое свойство клеточной мембраны вы наблюдали в ходе выполнения лабораторной работы?
| Клетки до явления плазмолиза. | Плазмолиз клеток. | Деплазмолиз клеток. |
| Рисунок. | Рисунок. | Рисунок. |
Лабораторная работа №5.
Оборудование.
1.Микроскоп.
2.Предметные стекла и покровные.
3.Пипетки, стаканы с водой, пинцеты, скальпели, настой йода, водный раствор туши.
4.Фуксин, метиленового синего, настой мяса, рыбы или овощей, пленка лука.
Таблица строения бактериальных, растительных и животных клеток.
Ход работы.
1.На предметное стекло поместить каплю настоя с бактериями, добавить каплю туши (на общем фоне клетки бактерий неокрашенные). Препарат рассмотреть.
Зарисовать клетки бактерий.
3.Приготовить временные препараты растительной и животной клеток.
От кусочка луковицы отделить мясистую чешуйку. На внутренней стороне находится тонкая пленка. Снять пленку, отрезать. Положить на предметное стекло, набрать пипеткой раствор йода, капнуть на пленку, накрыть покровным стеклом. Рассмотреть при малом увеличении. Крупные округлые ядра в клетках окрашены йодом в желтый цвет.
Лабораторная работа № 6.
Лабораторная работа № 8
Лабораторная работа № 9
Лабораторная работа №10
«Решение генетических задач на наследование, сцепленное с полом, взаимодействие генов».
ЦЕЛЬ:отработать методику решения генетических задач различной степени сложности, на конкретных примерах выяснить как наследуются признаки, сцепленные с полом.
Ход работы:
№1.Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак, сцепленный с Х хромосомой. Определить вероятность рождения ребёнка с шизофренией от здоровых родителей, если известно, что бабушка со стороны отца и дед со стороны матери страдали этими заболеваниями.
№2
Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как рецессивный признак. Жена гетерозиготна по гену фенилкетонурии, а муж гомозиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребёнка?
№3.
У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха и сцеплен с Х хромосомой. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребёнок. Определить генотипы всех членов семьи
Задача № 9. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть — над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.
1. Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?
2. Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?
Задача № 10. У человека ген карих глаз доминирует над геном, определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обусловливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитие леворукости. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготны?
Л/р. № 4 «Изучение изменчивости растений и животных, построение вариационного ряда и кривой»
Цель:
- углубить знания о норме реакции как пределе приспособительных реакций организмов;
- сформировать знания о статистическом ряде изменчивости признака; выработать умение экспериментально получать вариационный ряд и строить кривую нормы реакции.
Оборудование:
- наборы биологических объектов: семена фасоли, бобов, колосья пшеницы, листья яблони, акации и пр.
- не менее 30 (100) экземпляров одного вида;
- метр для измерения роста учащихся класса.
Ход работы:
- расположите листья (или другие объекты) в порядке нарастания их длины;
- измерьте длину объектов, рост одноклассников, полученные данные запишите в тетради. Подсчитайте число объектов, имеющих одинаковую длину (рост), внесите данные в таблицу:
| Размер объектов V | |||||||||
| Число объектов n |
- постройте вариационную кривую, которая представляет собой графическое выражение изменчивости признака; частота встречаемости признака – по вертикали; степень выраженности признака – по горизонтали
! !Обратите внимание на критерии оценки лабораторной работы – наблюдения; составления таблицы и графика!
? ?
- Дайте определение терминам – изменчивость, модификационная изменчивость, фенотип, генотип, норма реакции, вариационный ряд.
- Какие признаки фенотипа имею узкую, а какие – широкую норму реакции? Чем обусловлена широта нормы реакции, и от каких факторов она может зависеть?
Л/р. № 6 “Морфологический критерий в определении вида”
Цель:
- используя морфологический критерий, определить названия видов растений, относящихся к одному семейству.
Оборудование:
- гербарные или живые образцы растений одного вида.
Ход работы
- Рассмотрите предложенные образцы. Определите при помощи учебника ботаники, к какому семейству они относятся. Какие черты строения позволяют отнести их к одному семейству?
- Пользуясь карточкой-определителем, определите названия видов растений, предложенных для работы.
- Заполните таблицу:
| Название семейства и общие признаки семейства | № растения | Признаки вида | Название вида |
| Первое растение | |||
| Второе растение |
Сделайте вывод о достоинстве и недостатках морфологического критерия в определении вида.
! !Обратите внимание на критерии оценки лабораторной работы – наблюдения; и составления сравнительной таблицы!
? ?
- Дайте определение терминам – эволюция, вид.
- Перечислите основные критерии вида и дайте им краткую характеристику.
“Морфологические особенности растений”
| Доказательства принадлежности растений к одному виду (план описания, сравнения) | Доказательства принадлежности растений к разным видам |
|
- Вывод: каким образом морфологический критерий помог вам в определении вида растений? Назвать виды растений, с которыми вы работали.
Лабораторная работа № 2.
Лабораторная работа №6.
Изучение и описание экосистемы своей местности.
Выявление типов взаимодействия разных видов
в данной экосистеме (на примере дубравы).
Цель работы: 1) изучить структуру биоценоза дубравы, рассмотреть
показатели, характеризующие биоценоз;
2)выявить многообразие межвидовых взаимоотношений,
определить их значение в природе и жизни человека.
Оборудование:таблица «Биоценоз дубравы», гербарные растения и
коллекции животных данного биоценоза, инструктивные карточки.
Ход работы.
1. 1)Выделите ярусы леса и опишите каждого яруса видовой состав
растений.
2)Отметьте, от каких факторов зависит ярусность леса.
П. 1)Отметьте видовой состав животных в каждом ярусе.
2)Приведите примеры влияния растений на животных
и животных на растения. Данные внесите в таблицу.
| Виды взаимоотношений | Организмы, вступающие во взаимоотношения | Значение |
| симбиоз | ||
| микориза | ||
| паразитизм | ||
| хищничество | ||
| конкуренция |
3)Запишите примеры пищевых цепей в ярусах.
1П. 1)Охарактеризуйте нижний ярус леса (подстилку, почву, их обитателей,
отметьте цепи питания).
1У. Объясните значение леса в природе и жизни человека.
У. Вывод. Что такое дубрава?
Лабораторная работа №12.
Ход работы.
Полное доминирование.
Дурман, имеющий пурпурные цветы, дал при самоопылении 30 потомков с пурпурными цветами и 9 с белыми. Какие можно сделать выводы относительно наследования окраски цветов у этого вида? Какая часть потомков, имеющих пурпурные цветы, должна давать «чистое» по этому признаку потомства?
На неполное доминирование.
У львиного зева красная окраска цветков А не полностью доминирует над белой окраской а. Взаимодействие генов А и адает розовую окраску цветков. При скрещивании двух растений львиного зева получены гибриды, из которых ¼имела красные цветки, ½ розовые и ¼ белые. Определите генотип и фенотип родителей.
3. Кодоминирование – наследование групп крови человека в системе АВО.
У матери третья группа крови у отца – неизвестна. Ребенок имеет первую группу. Может ли у отца быть вторая группа крови?
Полигибридное скрещивание.
· Какая часть потомства от самоопыления гибрида АаВвСсбудет доминантна по всем генам?
· У душистого горошка высокий рост растения, зеленый цвет и гладкая форма семян – доминантные признаки. Скрещены растения: высокое с зелеными с зелеными морщинистыми семенами и карликовое с зелеными гладкими семенами. Из гибридных семян выросло ¾ растений высоких с зелеными гладкими семенами и ¼высоких с желтыми гладкими семенами. Каковы генотипы скрещенных растений?
П. Анализ родословных.
В семье родился голубоглазый темноволосый ребенок, похожий по этим признакам на отца. Мать у ребенка кареглазая темноволосая, бабушка по материнской линии – голубоглазая темноволосая, дедушка по материнской линии – кареглазый светловолосый, бабушка и дедушка по отцовской линии – кареглазые темноволосые.
Составьте схему родословных трех поколений и определите:
а) каковы генотипы всех упомянутых лиц;
б) какова вероятность рождения в этой семье голубоглазого светловолосого ребенка; какова вероятность рождения кареглазого светловолосого ребенка?
Лицо, от которого начинают составлять родословную, называют пробандом. Братьев и сестер пробанда называют сибсами.
Задача 2.
По представленной родословной (рис.2) определите характер наследования тяжелого заболевания. Установите возможные генотипы: а) исходных родителей; б) потомков первого поколения 1, 2, 3; в) потомков второго поколения 4, 5; г) потомков третьего поколения 6, 7, 8.
В стандартной родословной используются простые условные обозначения и правила. Достаточно знать только некоторые из них:
- Мужчины всегда изображаются в виде квадратов, женщины — в виде окружностей.
- Графически изображаемые связи между членами родословной бывают только трех видов: «мужья-жены», «дети-родители» и «братья-сестры».
- Супруги, братья и сестры (в т.ч. двоюродные и троюродные) всегда изображаются на одном горизонтальном уровне с тобой (т.е. в одном поколении). Разница в возрасте не играет никакой роли.
- Дети изображаются на горизонтальном уровне ниже твоего, а твои родители — на горизонтальном уровне выше твоего. То же самое относится к детям и родителям всех твоих братьев и сестер.
- Все поколения нумеруются сверху вниз римскими цифрами, а все индивидуумы в каждом поколении — слева направо арабскими цифрами. Это позволяет обозначить каждого человека личным идентификационным номером (например — III:15, что означает 15-й индивидуум в третьем поколении). Быстро и удобно.
Практически это изображается следующим образом.
Предположим, Вы — женщина (II:3) и у Вас имеется сын (III:2)и дочь (III:3), кроме того — родная сестра (II:2), также имеющая дочь ((III:1). У Вашего мужа (II:4) есть брат (II:5), который имеет двух мальчиков близнецов (III:4 и III:5 — монозиготные близнецы). Пометим Ваш символ стрелкой — т.е. возьмем Вас в качестве пробанда. Тогда родословная будет выглядеть так:
Лабораторная работа №1.
Устройство световых микроскопов и техника микроскопирования.
Цель. На основе знаний устройства светового микроскопа освоить технику микроскопирования и приготовления временных микропрепаратов. Ознакомиться с правилами оформления лабораторной работы.
Оборудование. Микроскоп на каждого ученика. Предметные и покровные стекла, пипетки, стаканчики с водой, вата, пинцеты, ножницы, тетрадь, альбом. Схема устройства микроскопа и его частей.
Ход работы.
Рассмотрите основные части микроскопа: механическую, оптическую и осветительную.
К механической части относятся штатив, предметный столик, тубус, револьвер, макро- и микрометрические винты.
Оптическая часть микроскопа представлена окулярами и объективами. Окуляр (лат.okulus -глаз) находится в верхней части тубуса и обращен к глазу.
Это система линз, заключенных в гильзу. По цифре на верхней поверхности окуляра можно судить о кратности его увеличения (х 7, х 10, х 15). Окуляр можно вынуть из тубуса и заменять по мере необходимости. На противоположной стороне тубуса вращающая пластина, или револьвер (лат. rewolvo) — вращаю), в которой три гнезда для объективов. Объектив — система линз, они имеют различную кратность. Общее увеличение микроскопа равно увеличению окуляра, умноженному на увеличение объектива.
Осветительная часть состоит из зеркала.
Задание1. Зарисовать микроскоп и пометить его части.
Устройство микроскопа и правила работы с ним — Студопедия.Нет
Микроскоп — это оптический прибор, позволяющий получить обратное изображение изучаемого объекта и рассмотреть мелкие детали его строения, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности глаза.
Разрешающая способностьмикроскопа дает раздельное изображение двух близких друг другу линий. Невооруженный человеческий глаз имеет разрешающую способность около 1/10 мм или 100 мкм. Лучший световой микроскоп примерно в 500 раз улучшает возможность человеческого глаза, т. е. его разрешающая способность составляет около 0,2 мкм или 200 нм.
Разрешающая способность и увеличение не одно и тоже. Если с помощью светового микроскопа получить фотографии двух линий, расположенных на расстоянии менее 0,2 мкм, то, как бы не увеличивать изображение, линии будут сливаться в одну. Можно получить большое увеличение, но не улучшить его разрешение.
В учебных лабораториях обычно используют световые микроскопы, на которых микропрепараты рассматриваются с использованием естественного или искусственного света. Они дают увеличение в пределах от 56 до 1350 раз.
В микроскопе выделяют две системы: оптическуюи механическую(рис. 1). К оптической системеотносят объективы, окуляры и осветительное устройство (конденсор с диафрагмой и светофильтром, зеркало или электроосветитель).
Рис. 1. Устройство светового микроскопа:
1 — окуляр, 2 — тубус, 3 — тубусодержатель, 4 — винт грубой наводки (макровинт), 5 — микрометренный винт, 6 — подставка, 8 — конденсор, ирисовая диафрагма и светофильтр, 9 — предметный столик, 10 — револьверное устройство, 11 — объектив, 12 — корпус коллекторной линзы, 13 — патрон с лампой, 14 — источник электропитания.
Объектив —одна из важнейших частей микроскопа, поскольку он определяет полезное увеличение объекта.Объектив состоит из металлического цилиндра с вмонтированными в него линзами, число которых может быть различным. Увеличение объектива обозначено на нем цифрами. В учебных целях используют обычно объективы х8 и х40. Качество объектива определяет его разрешающая способность.
Окулярустроен намного проще объектива. Он состоит из 2-3 линз, вмонтированных в металлический цилиндр. Между линзами расположена постоянная диафрагма, определяющая границы поля зрения. Нижняя линза фокусирует изображение объекта, построенное объективом в плоскости диафрагмы, а верхняя служит непосредственно для наблюдения. Увеличение окуляров обозначено на них цифрами: х8, х10, х15. Таким образом, окуляр, подобно лупе, дает прямое, мнимое, увеличенное изображение наблюдаемого объекта, построенное объективом.
Для определения общего увеличения микроскопаследует умножить увеличение объектива на увеличение окуляра.
Осветительное устройствосостоит из зеркала или электроосветителя, конденсора с ирисовой диафрагмой и светофильтром, расположенных под предметным столиком. Они предназначены для освещения объекта пучком света.
Зеркалослужит для направления света через конденсор и отверстие предметного столика на объект. Оно имеет две поверхности: плоскую и вогнутую. В лабораториях с рассеянным светом используют вогнутое зеркало.
Электроосветительустанавливается под конденсором в гнездо подставки.
Конденсорсостоит из 2-3 линз, вставленных в металлический цилиндр. При подъеме или опускании его с помощью специального винта соответственно конденсируется или рассеивается свет, падающий от зеркала на объект.
Ирисовая диафрагмарасположена между зеркалом и конденсором. Она служит для изменения диаметра светового потока, направляемого зеркалом через конденсор на объект, в соответствии с диаметром фронтальной линзы объектива и состоит из тонких металлических пластинок. С помощью рычажка их можно то соединить, полностью закрывая нижнюю линзу конденсора, то развести, увеличивая поток света.
Кольцо с матовым стекломили светофильтромуменьшает освещенность объекта. Оно расположено под диафрагмой и передвигается в горизонтальной плоскости.
Механическая системамикроскопа состоит из подставки, коробки с микрометренным механизмом и микрометренным винтом, тубуса, тубусодержателя, винта грубой наводки, кронштейна конденсора, винта перемещения конденсора, револьвера, предметного столика.
Подставка— это основание микроскопа.
Коробка с микрометренным механизмом, построенном на принципе взаимодействующих шестерен, прикреплена к подставке неподвижно. Микрометренный винт служит для незначительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива на расстояния, измеряемые микрометрами. Полный оборот микрометренного винта передвигает тубусодержатель на 100 мкм, а поворот на одно деление опускает или поднимает тубусодержатель на 2 мкм. Во избежание порчи микрометренного механизма разрешается крутить микрометренный винт в одну сторону не более чем на половину оборота.
Тубусили трубка— цилиндр, в который сверху вставляют окуляры. Тубус подвижно соединен с головкой тубусодержателя, его фиксируют стопорным винтом в определенном положении. Ослабив стопорный винт, тубус можно снять.
Револьверпредназначен для быстрой смены объективов, которые ввинчиваются в его гнезда. Центрированное положение объектива обеспечивает защелка, расположенная внутри револьвера.
Тубусодержательнесет тубус и револьвер.
Винт грубой наводкииспользуют для значительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива с целью фокусировки объекта при малом увеличении.
Предметный столикпредназначен для расположения на нем препарата. В середине столика имеется круглое отверстие, в которое входит фронтальная линза конденсора. На столике имеются две пружинистые клеммы — зажимы, закрепляющие препарат.
Кронштейн конденсораподвижно присоединен к коробке микрометренного механизма. Его можно поднять или опустить при помощи винта, вращающего зубчатое колесо, входящее в пазы рейки с гребенчатой нарезкой.
Правила работы с микроскопом
При работе с микроскопом необходимо соблюдать операции в следующем порядке:
1. Работать с микроскопом следует сидя;
2. Микроскоп осмотреть, вытереть от пыли мягкой салфеткой объективы, окуляр, электроосветитель;
3. Микроскоп установить перед собой, немного слева на 2-3 см от края стола. Во время работы его не сдвигать;
4. Открыть полностью диафрагму, поднять конденсор в крайнее верхнее положение;
5. Работу с микроскопом всегда начинать с малого увеличения;
6. Опустить объектив 8 — в рабочее положение, т.е. на расстояние 1 см от предметного стекла;
7. Подсоединить микроскоп к источнику питания, включить лампу и установить необходимую яркость горения;
8. Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм;
9. Смотреть одним глазом в окуляр и вращать винт грубой наводки на себя, плавно поднимая объектив до положения, при котором хорошо будет видно изображение объекта. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив.Фронтальная линза может раздавить покровное стекло, и на ней появятся царапины;
10. Передвигая препарат рукой, найти нужное место, расположить его в центре поля зрения микроскопа;
11. Если изображение не появилось, то надо повторить все операции пунктов 6, 7, 8, 9;
12. Для изучения объекта при большом увеличении, сначала нужно поставить выбранный участок в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении. Затем поменять объектив на х40, поворачивая револьвер, так чтобы он занял рабочее положение. При помощи микрометренного винта добиться хорошего изображения объекта;
13. По окончании работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его защитным чехлом.
Микроскоп биологический стереоскопический (рис. 1) дает прямое и объемное изображение объекта в проходящем или отраженном свете.
Задания
Задание 1.Напишите что такое иммерсионная микроскопия и ее значение:
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Иммерсионное масло необходимо для _______________________________
_________________________________________________________________
Обозначьте область применения иммерсионной микроскопии___________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Рассчитайте максимальное увеличение микроскопа при использовании иммерсионной микроскопии____________________________________________
Опишите принцип работы темнопольного микроскопа________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Обозначьте область применения темнопольной микроскопии____________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Опишите принцип работы фазово-контрастного микроскопа__________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Обозначьте область применения фазово-контрастной микроскопии_________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Опишите принцип работы люминисцентного микроскопа__________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Обозначьте область применения люминисцентной микроскопии__________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Световой микроскоп — это… Что такое Световой микроскоп?
Современный оптический микроскоп
Микроско́п (от греч. μικρός — малый и σκοπεῖν — смотрю) — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых невооружённым глазом.
История микроскопа
Невозможно точно определить, кто изобрёл микроскоп. Считается, что голландский мастер очков Ханс Янссен и его сын Захария Янссен изобрели первый микроскоп в 1590, но это было заявление самого Захария Янссена в середине XVII века. Дата, конечно, не точна, так как оказалось, что Захария родился около 1590 г. Другим претендентом на звание изобретателя микроскопа был Галилео Галилей. Он разработал «occhiolino» («оккиолино»), или составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами в 1609 г. Галилей представил свой микроскоп публике в Академии деи Линчеи, основанной Федерико Чези в 1603 г. Изображение трёх пчел Франческо Стеллути было частью печати Папы Урбана VIII и считается первым опубликованным микроскопическим символом (см. «Stephen Jay Gould, The Lying stones of Marrakech, 2000»). Кристиан Гюйгенс, другой голландец, изобрел простую двулинзовую систему окуляров в конце 1600-х, которая ахроматически регулировалась и, следовательно, стала огромным шагом вперед в истории развития микроскопов. Окуляры Гюйгенса производятся и по сей день, но им не хватает широты поля обзора, а расположение окуляров неудобно для глаз по сравнению с современными широкообзорными окулярами. Антон Ван Левенгук (1632—1723) считается первым, кто сумел привлечь к микроскопу внимание биологов, несмотря на то, что простые увеличительные линзы уже производились с 1500-х годов, а увеличительные свойства наполненных водой стеклянных сосудов упоминались ещё древними римлянами (Сенека). Изготовленные вручную, микроскопы Ван Левенгука представляли собой очень небольшие изделия с одной очень сильной линзой. Они были неудобны в использовании, однако позволяли очень детально рассматривать изображения лишь из-за того, что не перенимали недостатков составного микроскопа (несколько линз такого микроскопа удваивали дефекты изображения). Понадобилось около 150 лет развития оптики, чтобы составной микроскоп смог давать такое же качество изображения, как простые микроскопы Левенгука. Так что, хотя Антон Ван Левенгук был великим мастером микроскопа, он не был его изобретателем вопреки широко распространённому мнению.
Недавние достижения
Немецкие ученые Штефан Хелль в 2006 году Stefan Hell и Мариано Босси Mariano Bossi из Института биофизической химии разработали оптический микроскоп под названием Наноскоп, позволяющий наблюдать объекты размером около 10 нм и получать высококачественные трёхмерные изображения.[1]
Применение
Человеческий глаз представляет собой биологическую оптическую систему, характеризующуюся определённым разрешением, т. е. наименьшим расстоянием между элементами наблюдаемого объекта (воспринимаемыми как точки или линии), при котором они ещё могут быть отличены один от другого. Для нормального глаза при удалении от объекта на т. н. расстояние наилучшего видения (D = 250 мм), среднестатистическое нормальное разрешение составляет 0,176 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т. п. значительно меньше этой величины. Для наблюдения и изучения подобных объектов и предназначены микроскопы различных типов. С помощью микроскопов определяли форму, размеры, строение и многие другие характеристики микрообъектов. Оптический микроскоп в видимом свете давал возможность различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм. Так было до создания оптического микроскопа наноскопа.[2]
Устройство микроскопа
Оптическая система микроскопа состоит из основных элементов — объектива и окуляра. Они закреплены в подвижном тубусе, расположенном на металлическом основании, на котором имеется предметный столик.
В современном микроскопе практически всегда есть осветительная система (в частности, конденсор с ирисовой диафрагмой), макро- и микро- винты для настройки резкости, система управления положением конденсора.
В зависимости от назначения, в специализированных микроскопах могут быть использованы дополнительные устройства и системы.
Объективы
Иммерсия
Может быть сухой и масляной. а)сухая: показатель преломления равен 1; б)масляная: используется при работе с мелкими объектами, показатель преломления равен 1,33 Иммерсионное масло добывают из деревьев
Окуляры
Система освещения препарата
В первых микроскопах исследователи вынуждены были пользоваться естественными источниками света. Для улучшения освещённости стали использовать зеркало, а затем — и вогнутое зеркало, с помощью которого на препарат направляли лучи солнца или лампы. В современных микроскопах освещение регулируют с помощью конденсора.
Конденсор
Конденсор (от лат. condense — сгущаю, уплотняю), короткофокусная линза или система линз, используемая в оптическом приборе для освещения рассматриваемого или проецируемого предмета. Конденсор собирает и направляет на предмет лучи от источника света, в том числе и такие, которые в его отсутствие проходят мимо предмета; в результате такого «сгущения» светового потока резко возрастает освещённость предмета. Конденсоры применяются в микроскопах, в спектральных приборах, в проекционных аппаратах различных типов (например, диаскопах, эпидиаскопах, фотографических увеличителях и т. д.). Конструкция конденсора тем сложнее, чем больше его апертура. При числовых апертурах до 0,1 применяют простые линзы; при апертурах 0,2—0,3— двухлинзовые конденсоры, выше 0,3—трёхлинзовые. Наиболее распространён конденсор из двух одинаковых плосковыпуклых линз, которые обращены друг к другу сферическими поверхностями для уменьшения сферической аберрации. Иногда поверхности линз конденсора имеют более сложную форму — параболоидальную, эллипсоидальную и т. д. Разрешающая способность микроскопа повышается с увеличением апертуры его конденсора, поэтому конденсоры микроскопов — обычно сложные двух или трёхлинзовые системы. В микроскопах и кинопроекционных аппаратах широко применяют также зеркальные и зеркально-линзовые конденсоры, апертура которых может быть очень велика — угол 2u раствора собираемого пучка лучей достигает 240°. Часто наличие в конденсорах нескольких линз вызвано не только стремлением увеличить его апертуру, но и необходимостью однородного освещения предмета при неоднородной структуре источника света.[3]
Конденсор тёмного поля
Предметный столик
Предметный столик выполняет роль поверхности, на которой размещают микроскопический препарат. В разных конструкциях микроскопов столик может обеспечить координатное движение препарата в поле зрения объектива, по вертикали и горизонтали, или поворот препарата на заданный угол.
Вспомогательные приспособления
Предметные и покровные стёкла
Первые наблюдения в микроскоп производились непосредственно над каким-либо объектом (птичье перо, снежинки, кристаллы и т. п.). Для удобства наблюдения в проходящем свете, препарат стали размещать на стеклянной пластинке (предметное стекло). Иногда эту пластинку делали с лункой — для размещения объекта в капле воды. Позже препарат стали закреплять тонким покровным стеклом, что позволило создавать коллекции образцов, например, гистологические коллекции.
Классификация
Рабочие лабораторные микроскопы
Бинокулярные микроскопы
Бинокуляр Olympus_SZIII Stereo microscope
Исследование с помощью компьютеризованного бинокулярного микроскопа
Бинокулярный микроскоп (иначе — стереомикроскоп) позволяет получать 2 изображения объекта, рассматриваемые под небольшим углом, что обеспечивает объёмное восприятие. В современных бинокулярных микроскопах одновременно используются два окуляра (по одному на каждый глаз) и обычно 1 объектив. Общее увеличение (объектив*оккуляр) бинокуляров обычно меньше, чем у монокулярных микроскопов. Бинокулярные микроскопы хорошо работают как в проходящем, так и в отражённом свете..[4]
Наиболее широко бинокуляры используются для исследования неоднородностей поверхности твёрдых непрозрачных тел, таких как горные породы, металлы, ткани; в микрохирургии и пр.
Металлографические микроскопы
Специфика металлографического исследования заключается в необходимости наблюдать структуру поверхности непрозрачных тел. Поэтому микроскоп построен по схеме отраженного света, где имеется специальный осветитель установленный со стороны объектива. Система призм и зеркал направляет свет в объектив, далее свет отражается от не прозрачного объекта и направляется обратно в объектив. «..[5]
Поляризационный микроскоп
См. также
Примечания
- ↑ http://www.lenta.ru/news/2007/08/13/nanoscope/
- ↑ http://materiology.info/ref/opti2eskogo_mikroskopa.html
- ↑ http://materiology.info/ref/opti2eskogo_mikroskopa.html
- ↑ http://materiology.info/ref/opti2eskogo_mikroskopa.html
- ↑ http://materiology.info/ref/opti2eskogo_mikroskopa.html
Wikimedia Foundation. 2010.
Устройство микроскопа и принцип его работы
На рынке представлено много моделей разных микроскопов: от простейших школьных до сложных лабораторных инструментов с тонкими настройками, предназначенными для профессионалов. Перед покупкой микроскопа важно определиться с тем, какие наблюдения вы будете на нём проводить. В зависимости от поставленной задачи (любительской или научной) вы можете приобрести ту модель, которая устроит вас и по качеству, и по цене.
В чём заключаются главные задачи микроскопа?
Независимо от того, как сконструировано строение микроскопа, существует несколько основных характеристик и понятий, общих для каждого инструмента:
- апертура;
- уровень оптического разрешения;
- источники света.
Одна из главных задач микроскопа — построение чёткого и максимально крупного изображения наблюдаемого объекта. Апертура — это диаметр (или размер) увеличивающей линзы или системы линз, которые поставлены в тот или иной микроскоп. Чем больше величина апертуры, тем выше сила преломления объективом световых лучей и больше их количество, попадающее в поле наблюдения.
Второй, не менее важный параметр — способность оптики к разрешению. То, насколько качественно будет работать оптическая схема микроскопа, напрямую зависит от того, насколько точно изготовлены и «подогнаны» линзы. Также на качество разрешения влияет световая дисперсия, обеспечивающая разложение белого света на спектр радуги.
Третья характеристика — это источник света. Самый простой световой источник — зеркало, которое можно увидеть, рассмотрев простейший школьный микроскоп. Поворачивая зеркальце под разными углами, наблюдатель добивается различной степени освещения объекта. Микроскопы, имеющие более сложную конструкцию, оснащены лампами различной яркости и мощности.
Какими бывают микроскопы?
Различают три основных вида инструментов, имеющих различные задачи:
Биологический микроскоп: знакомая «классика жанра»
Биологические микроскопы бывают световыми, с простейшей линзовой парой, увеличивающей изображения маленького объекта. Именно в них чаще всего можно встретить зеркальце, которое нужно поворачивать вручную. Например, все школьные биологические микроскопы построены по этому простейшему оптическому принципу. Более сложные модели оснащены несколькими подсветками и тонкими ирисовыми диафрагмами.
Стереоскопические микроскопы для мастеров
Стереоскопические микроскопы чаще применяют для инструментальных работ: в ювелирном деле, при пайке и в часовых мастерских. Такие инструменты всегда имеют два объектива и два окуляра, благодаря которым удаётся построить трёхмерное объёмное изображение.
Цифровые микроскопы: удобство, функциональность, качество
Цифровые микроскопы можно использовать в разных сферах деятельности человека. От классических оптических инструментов они отличаются отсутствием окуляров, в которые можно смотреть. При этом, цифровой микроскоп оснащён высокочувствительной камерой с КМОП или ПЗС-сенсорным устройством. Это позволяет выводить изображение на экран компьютера или же на экран, встроенный в систему самого микроскопа. С помощью цифровых микроскопов можно устраивать групповые показы результатов разных исследований — так, чтобы группа людей имела возможность одновременно видеть изображение, без необходимости смотреть в окуляр по очереди.
Устройство микроскопа
Как устроен микроскоп? В качестве примера можно рассмотреть строение светового микроскопа. Он состоит из таких частей:
- окуляра;
- станины;
- осветителя;
- предметного столика;
- держателя («револьвера») для объективов;
- самих объективов;
- конденсора;
- диафрагмы.
В окуляр наблюдатель смотрит на объект. В зависимости от конструкции, любой микроскоп может быть монокулярным или бинокулярным (с двумя окулярами, как у бинокля). В комплектации к «продвинутым» школьным микроскопам предусмотрено несколько съёмных окуляров, которые можно менять, наблюдая за препаратом с различной степенью увеличения.
Станина (или основание) — это своего рода штатив, на котором крепится всё устройство микроскопа. От её устойчивости и массы зависит качество наблюдений.
В роли осветителей могут выступать зеркальце или лампы, предназначенные для верхней либо нижней подсветки. Простейший осветитель в виде зеркальца располагается под предметным столиком микроскопа.
Задача округлого «револьвера» — фиксировать объективы инструмента и, при необходимости, поворачивать их в нужном направлении, изменяя степень увеличения и освещения. Лабораторные биологические микроскопы могут иметь в «револьверах» три и более объектива.
Предметный столик находится между объективом (объективами) микроскопа и осветителем. На него помещают стёклышко с готовым лабораторным препаратом. Стекло фиксируют специальными зажимами.
Конденсор и диафрагма — устройства, которые есть в микроскопах более сложных моделей. С помощью диафрагмы (как и в фотоаппарате) наблюдатель изменяет и регулирует интенсивность освещения, которое поступает к объекту. Конденсор представляет собой специальную систему линз, с помощью которой можно управлять размером и фокусировкой пучка света, проходящего через объект.
Перед покупкой микроскопа следует изучить, как устроен простой инструмент и познакомиться с ним поближе, чтобы знать, какой микроскоп подходит именно для ваших целей.
Устройство светового микроскопа. Материал для подготовки к уроку.
Денисенко Т.Е.
Устройство светового микроскопа.
Световой микроскоп наиболее часто используют в биологической, медицинской, ветеринарной и лабораторной практике.
Некоторые характеристики микроскопа: светосила, разрешающая способность,
поле зрения, зависят от диаметра диафрагм и оправ линзовых систем, ограничивающих световые потоки, попадающие в оптику микроскопа. Микроскоп представляет оптическую систему, состоящую из 2-х ступеней увеличения: 1 — основная, обеспечивается объективом; 2 — окуляром. Объектив образует действительное, увеличенное и перевернутое изображение рассматриваемого объекта. Полученное промежуточное изображение рассматривают через окуляр, который подобно лупе, дополнительно его увеличивает. Окончательное увеличенное изображение, наблюдаемое через окуляр, является мнимым и прямым, расположенным на расстоянии наилучшего видения от глаза наблюдателя (250мм). В результате в микроскопе видно изображение, перевернутое относительно препарата. Что бы узнать общее увеличение микроскопа необходимо посмотреть во сколько раз увеличивает используемый объектив и окуляр. Произведение этих значений и составляет общее увеличение микроскопа.
Ход лучей в световом микроскопе.
В микроскопе различают механическую и оптическую части. Механическая часть представлена штативом (состоящим из основания и тубусодержателя) и укрепленным на нем тубусом с револьвером для крепления и смены объективов. К механической части относятся также: предметный столик для препарата, приспособления для крепления конденсора и светофильтров, встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого (микромеханизм, микровинт) перемещения предметного столика или тубусодержателя.
Оптическая часть представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая в свою очередь состоит из расположенных под предметным столиком конденсора Аббе и встроенного осветителя с низковольтной лампой накаливания и трансформатором. Объективы ввинчиваются в револьвер, а соответствующий окуляр, через который наблюдают изображение, устанавливают с противоположной стороны тубуса.
Устройство микроскопа.
Механическая часть
Оптическая часть
2. Монокулярная насадка
1. Окуляр
3.Револьвер
4. Объектив
5.Предметный столик
9. Основание
6,7. Конденсор
10.Штатив
8.Осветитель с линзой
11, 12, 13. – держатель препарата
14. Макровинт
15. Микровинт
16, 17. Препаратоводитель
18. Выключатель
19. Регулировка интенсивности освещения
Световой микроскоп, названный так потому, что он использует видимый свет для обнаружение мелких объектов, вероятно, наиболее известное и широко используемое исследование инструмент в биологии. Тем не менее, многие студенты и учителя не знают о полной ряд функций, доступных в световых микроскопах. Поскольку стоимость инструмента увеличивается с его качеством и универсальностью, лучшие инструменты, к сожалению, недоступны для большинства академических программ.Однако даже самые недорогие «студенческие» микроскопы могут обеспечивают захватывающий вид на природу и могут позволить студентам выполнять несколько достаточно изощренных экспериментов. Новичок склонен думать, что проблема просмотра мелких объектов заключается в получении достаточного увеличения. На самом деле, когда дело доходит до поиска в живых существах самые большие проблемы, по порядку,
Самыми маленькими объектами, которые считаются живыми, являются бактерии.Наблюдать за мельчайшими бактериями и распознавать форму клеток можно всего лишь 100-кратное увеличение. Они не видны в светлопольные микроскопы, хотя. На этих страницах будут описаны типы оптики, которые используются для получения контраст, предложения по поиску образцов и сосредоточению на них, и советы по использованию измерительных приборов со световым микроскопом. Виды световых микроскоповСветлопольный микроскоп лучше всего известен студентам и, скорее всего, быть найденным в классе.Лучше оборудованные классы и лаборатории могут иметь темнопольная и / или фазово-контрастная оптика. Дифференциальный интерференционный контраст, Контраст и вариации модуляции Номарского, Хоффмана дают значительные глубина разрешения и трехмерный эффект. Флуоресценция и конфокальные микроскопы — специализированные инструменты, используемые для исследований, клиническое и промышленное применение. Кроме составного микроскопа, более простой прибор для малого увеличения также можно найти применение в лаборатории.Стереомикроскоп или рассечение микроскоп обычно имеет бинокулярный окуляр, большое рабочее расстояние, и диапазон увеличения обычно от 5x до 35 или 40x. Некоторые инструменты поставьте линзы для большего увеличения, но улучшения нет в разрешении. Такое «ложное увеличение» редко стоит расходы. Светлопольная микроскопияВ обычном светлопольном микроскопе свет от лампы накаливания источник направлен на линзу под столиком, называемую конденсором, через образец, через линзу объектива и в глаз через вторая увеличительная линза, окуляр или окуляр.Мы видим объекты в световой путь, потому что естественная пигментация или пятна по-разному поглощают свет, или потому, что они достаточно толстые, чтобы поглощать значительное количество света несмотря на то, что он бесцветный. Paramecium должен появиться справедливо хорошо в светлопольном микроскопе, хотя разглядеть будет непросто реснички или большинство органелл. Живые бактерии вообще не появятся, если зритель случайно попадает в фокальную плоскость и искажает изображение, используя максимальная контрастность. Микроскоп хорошего качества имеет встроенный осветитель, регулируемый конденсор. с регулировкой апертурной диафрагмы (контрастности), механическим столиком и биноклем окулярный тубус. Конденсор используется для фокусировки света на образце через отверстие в сцене. Пройдя через образец, свет отображается для глаза с видимым полем, которое намного больше, чем область освещена. Увеличение изображения — это просто цель увеличение линзы (обычно нанесенное на корпусе линзы), умноженное на окуляр увеличение. Студенты обычно знают об использовании грубой и тонкой фокусировки. ручки, используемые для повышения резкости изображения образца. Они часто не знают о настройках конденсатора, которые могут повлиять на разрешение и контраст. Некоторые конденсаторы фиксируются, другие настраиваются, так что качество света можно регулировать. Обычно лучшая позиция ибо фокусируемый конденсатор максимально приближен к сцене. Яркий Полевой конденсатор обычно содержит апертурную диафрагму, устройство, которое контролирует диаметр светового луча, проходящего через конденсатор, так что, когда диафрагма остановлена (почти закрыта), свет проходит прямо через центр линзы конденсора и контрастирует в приоритете.Когда диафрагма широко открыта, изображение становится ярче и контрастнее. низкий. Недостаток использования только апертурной диафрагмы для Контрастность заключается в том, что чем выше оптимальная точка, тем больше контраста вы производите тем больше искажаешь изображение. С небольшой, неокрашенной, непигментированной образец, вы обычно выходите за рамки оптимального контраста, когда начинаете видеть изображение. Использование светлопольного микроскопаСначала подумайте, что вы хотите делать с микроскопом.Что какое максимальное увеличение вам нужно? Вы смотрите на запятнанный образец? Какой контраст / разрешение вам нужно? Далее приступаем к настройке вверх для просмотра. Установите образец на предметный столикПокровное стекло должно быть вверху, если оно есть. Объектив с большим увеличением линзы не могут фокусироваться через толстое предметное стекло; их нужно принести близко к образцу, поэтому покровные стекла такие тонкие. Уровень могут быть оснащены простыми зажимами (менее дорогие микроскопы) или какой-то тип держателя слайдов.Слайд может потребовать ручного позиционирования, или может быть механический столик (предпочтительно), который позволяет точное позиционирование не касаясь слайда. Оптимизировать освещениеИсточник света должен иметь широкий динамический диапазон, чтобы обеспечивать высокую интенсивность освещение при большом увеличении и меньшей интенсивности, чтобы пользователь может удобно просматривать при малом увеличении. Лучшие микроскопы имеют встроенный осветитель, а в лучших микроскопах есть контроль над светом интенсивность и форма светового луча.Если вашему микроскопу требуется внешний источник света, убедитесь, что свет направлен к середине конденсатора. Отрегулируйте освещение так, чтобы поле было ярким без болят глаза. Регулировка конденсатораДля настройки и юстировки микроскопа сначала прочтите руководство. Если руководства нет, попробуйте использовать эти рекомендации. Если конденсатор фокусируется, расположите его линзой как можно ближе к отверстию в этап, насколько это возможно.Если у конденсатора есть выбираемые опции, установите это светлое поле. Начните с закрытой апертурной диафрагмы (высокий контраст). Вы должны увидеть свет, который проникает сквозь образец изменяйте яркость при перемещении рычага апертурной диафрагмы. Подумайте, что вы ищетеНамного труднее найти что-то, когда у вас нет ожиданий, как к его появлению. Насколько это велико? Он будет двигаться? Пигментированный или морилка, и если да, то какого она цвета? Где вы ожидаете найти это на слайде? Например, у студентов обычно много проблем. обнаружение окрашенных бактерий невооруженным глазом и при малом увеличении материал выглядит как грязь.Важно знать, что по мере высыхания мазков они обычно оставляют кольца так, чтобы край мазка был наиболее плотным концентрация клеток. Сфокусируйте, найдите и отцентрируйте образецНачните с объектива с наименьшим увеличением, чтобы сосредоточиться на образец и / или часть образца, которую вы хотите исследовать. Это довольно легко найти и сосредоточить внимание на срезах тканей, особенно если они фиксированные и окрашенные, как и на большинстве подготовленных слайдов.Однако это может быть очень трудно найти живые мелкие образцы, такие как бактерии или непигментированные протистов. Суспензия дрожжевых клеток — хороший образец для практики. для поиска сложных предметов.
Регулировка разделения окуляров, фокусировкаС одиночным окуляром ничего общего с окуляром, кроме держать его в чистоте. С бинокулярным микроскопом (предпочтительно) вам необходимо отрегулируйте расстояние между окулярами, как в бинокль.Бинокулярное зрение намного более чувствительно к свету и деталям, чем монокулярное. зрение, поэтому, если у вас есть бинокулярный микроскоп, воспользуйтесь им. Один или оба окуляра могут быть телескопическими, т. Е. вы можете сфокусировать это. Поскольку у очень немногих людей глаза идеально совпадает, большинству из нас необходимо сфокусировать один окуляр, чтобы соответствовать другому изображению. Посмотрите соответствующим глазом в фиксированный окуляр и сфокусируйтесь ручку фокусировки микроскопа.Затем посмотрите в регулируемый окуляр (с другой глаз, конечно) и настройте окуляр, а не микроскоп. Выбрать объектив для просмотраОбъектив с самым низким оптическим увеличением обычно составляет 3,5 или 4x, и используется в основном для первоначально находя экземпляры. Мы иногда называем это сканирующим объективом для по этой причине. Наиболее часто используемый объектив — это объектив 10x, что дает окончательное 100-кратное увеличение с 10-кратным окуляром.Для очень маленькие протисты и детали на подготовленных слайдах, таких как клеточные органеллы или митотические фигуры, вам потребуется большее увеличение. Типичный высокий линзы увеличения 40x и 97x или 100x. Последние два увеличения используются исключительно с маслом для улучшения разрешения. Увеличение пошагово. Каждый раз, когда вы переходите к высшей власти объектив, перефокусируйте и отцентрируйте образец. Более высокое увеличение линзы должны быть физически ближе к самому образцу, который создает риск заклинивания объектива в образце.Будьте очень осторожны при фокусировке. Кстати, качественные комплекты линз парфокальные, то есть при переключении увеличений образец остается в фокусе или близко к сосредоточенному. Больше не всегда лучше. Все образцы имеют три измерения и если образец не очень тонкий, вы не сможете сфокусироваться с объектив с большим увеличением. Чем выше увеличение, тем сложнее это «преследование» движущегося образца. Регулировка освещенности для выбранной линзы объективаВидимое поле окуляра постоянно, независимо от увеличения. используемый.Отсюда следует, что при увеличении увеличения освещенная область образец, который вы видите, меньше. Поскольку вы смотрите на меньшую площадь, меньше света попадает в глаз, и изображение темнеет. С объективом с низким энергопотреблением возможно, вам придется уменьшить интенсивность освещения. С большой мощностью вам нужен весь свет, который вы можете получить, особенно с менее дорогими микроскопами. Когда использовать светлопольную микроскопиюСветлопольная микроскопия лучше всего подходит для просмотра окрашенных или естественных пигментированные образцы, такие как окрашенные подготовленные слайды срезов тканей или живые фотосинтезирующие организмы.Для живых экземпляров бесполезен бактерий и хуже для нефотосинтезирующих простейших или многоклеточных животных, или неокрашенные клеточные суспензии или срезы тканей. Вот не совсем полный список образцов, которые можно наблюдать с помощью светлопольной микроскопии, и соответствующие увеличения (выделены предпочтительные конечные увеличения).
Уход за микроскопом
|
Световой микроскоп | Микроскопы и микроскопия
Что такое световой микроскоп?
Световой микроскоп — это устройство, с помощью которого можно увеличивать очень маленькие объекты, чтобы сделать их видимыми для человеческого глаза. Этот термин состоит из двух древнегреческих слов: mikrós = крошечный и skopeín = рассматривать что-либо. Общим для всех микроскопов является то, что они состоят как минимум из одной оптической линзы. Если кто-то хочет знать, как работает микроскоп, он должен понимать принцип оптического увеличения.
Преломление света: соломинка выглядит искаженной, так как частично находится под водойОснованием для оптического увеличения является тот факт, что световые лучи не всегда идут прямолинейно. Когда свет проходит от одного прозрачного материала к другому, он иногда меняет свое направление. Это называется: «преломление» света . Это видно на картинке с трубочкой в стакане. Солома выглядит искаженной, поскольку вода меняет направление света.
Если кто-то хочет использовать этот эффект для оптического увеличения, первым шагом является достижение контролируемого преломления света .На протяжении последних 500-800 веков люди выяснили, что наиболее практичными в использовании являются овальные прозрачные материалы, так называемые линзы. Их качества и влияние на ход света очень хорошо изучены. Это дает возможность намеренно вызвать эффект оптического увеличения . Это даже позволяет нам предсказать и точно спрогнозировать коэффициент увеличения .
Преломление света: линза преломляет световые лучи. Это заставляет объект казаться больше, как есть.Объектив создает так называемое «виртуальное изображение».На снимке показано увеличение дома с помощью одной линзы, например лупы. Эллиптические линзы имеют свойство собирать параллельные световые лучи (СИНИЕ ЛИНИИ) в одну точку (ЧЕРНЫЕ ЛИНИИ) , так называемый фокус. Для зрителя это выглядит так, как будто лучи идут с другого направления (КРАСНЫЕ ЛИНИИ) . Это делает объект больше, чем он есть на самом деле.
Микроскопыиспользуют тот же принцип для создания изображения.Разница в том, что большинство из них содержат комбинацию из двух или более линз. Они имеют специальное расположение, поэтому они увеличивают увеличенное изображение.
Подробнее о функции увеличения микроскопов…
Устройство светового микроскопа
Строение световых микроскопов часто схоже. Наиболее распространенные компоненты: окуляр , тубус объектива, револьвер объектива, столик, столик, конденсор, точный фокус, грубый фокус, светопольная диафрагма, основание .Общность доходит до того, что в некоторых микроскопах используются стандартизованные компоненты, которые можно использовать и в других микроскопах.
Состав светового микроскопа: окуляр, тубус, объектив револьвер, предметный столик, стол, конденсор, точный фокус, грубый фокус, светопольная диафрагма, основание.Микроскопы часто используются на уроках физики или биологии. Поэтому я создал PDF-файл, который вы можете использовать для упражнений и изучения компонентов микроскопа. Вы можете скачать их, скопировать и переслать бесплатно — в некоммерческих целях.
Загрузите здесь: PDF-с описаниями / PDF-пустой для упражнений
Подробнее о компонентах световых микроскопов…
История световой микроскопии
Историю световой микроскопии невозможно описать несколькими предложениями. Это не рассказ об одном блестящем изобретателе, который проснулся ночью в видении, а затем сбежал в свою мастерскую, чтобы построить микроскоп. Развитие технологии микроскопов заняло сотни лет, тесно связано с разработкой телескопов , которые были построены для исследования далекого неба, а не микромира.
| Год | Развитие микроскопии |
|---|---|
| 1000 | Люди начинают пользоваться «камнями для чтения». Мудрые люди обнаружили эффект увеличения стекла овальной формы. |
| 1200 | Изготовлены первые очки, какими мы их знаем сегодня. |
| 1608 | Был изобретен голландский рефракционный телескоп. Эта конструкция содержит 2 линзы и может использоваться как на большом расстоянии, так и как микроскоп. |
| 1860-е годы | Немецкий ученый Эрнст Аббе научно исследовал принципы оптики. С этого времени микроскопы можно было производить серийно. |
Также очень интересно наблюдать влияние развивающейся технологии микроскопов на прогресс медицины .
Уильям Харви открыл систему кровообращения человека в 17 веке. Его теории мог быть подтвержден моим Марчелло Мальпиги с помощью микроскопа.
Роберк Гук открыл «клетки» как элементарные компоненты существ.
После Афанасиус Кирхер исследовал кровь больных вредителями, он подозревал, что причиной инфекции являются очень маленькие невидимые организмы. Он разработал новые гигиенические меры, чтобы избежать дальнейшего распространения болезни.
Подробнее об истории световой микроскопии…
,Детали и узлы световых микроскопов
Детали и узлы микроскопов
Основными компонентами световых микроскопов являются: окуляр , тубус объектива, револьвер объектива, предметный столик, стол, конденсор, точный фокус, грубый фокус, диафрагма светового поля, источник света, основание .
Состав светового микроскопа: окуляр, тубус, объектив револьвер, столик, столик, конденсор, точный фокус, грубый фокус, светопольная диафрагма, основание.Изображение: части составного микроскопа
Окуляр / окуляр
Окуляр — это часть оптической системы, которая направлена на зрителя.Это конструкция как минимум одной или нескольких линз. Функция окуляра микроскопа заключается в преобразовании реального увеличенного промежуточного изображения с объектива в увеличенное виртуальное изображение. Вы можете найти более подробную информацию об этой процедуре в главе: «Увеличение в микроскопе» .
окуляр микроскопаРазмер выходящего светового конуса соответствует размеру человеческого глаза. В идеальном случае выходной зрачок не больше, чтобы весь пучок лучей мог попасть в глаз.
Трубка линзы
Тубус объектива соединяется с окуляром и его основная задача — удерживать его.
тубус объектива микроскопаМикроскопы обычно работают с линзами длиной 160 миллиметров. В новых и особенно профессиональных микроскопах используется более длинная линза. Таким образом, между окуляром и объективом можно легко вставить дополнительные компоненты, такие как цветные фильтры или поляризаторы.
Объектив револьвер
Револьверы для объективов используются в микроскопах с несколькими линзами объектива, которые имеют разный коэффициент увеличения.
револьвер объектив микроскопаВращая револьвер, можно выбрать линзу с желаемой степенью увеличения.
Линза объектива
Объектив (линза) — это часть оптической системы, которая направлена на объект. Его задача — собрать световые лучи, которые отражаются от наблюдаемого объекта. Объектив формирует реальное оптическое изображение.
линза объектива микроскопаСтенд
Стенд соединен со всеми компонентами и удерживает их вместе.
Зажим
Зажим служит держателем для предметной пластины и предотвращает непреднамеренное смещение со своего места.
зажим для микроскопаСтолик микроскопа / кросс-стол
На сцене можно разместить предметную пластину с покровным стеклом. Сдвигая пластинку, можно выбрать ту часть объекта, на которую хочется смотреть.
столик для микроскопаВ более качественных микроскопах иногда используется кросс-таблица в качестве предметного столика.Это позволяет перемещать объектную пластину с помощью регулировочного винта, а не вручную. «Перекрестный стол» — это технический термин. Это конструкция, в которой стол встраивается в систему рельсов. Есть регулировочные винты, с помощью которых можно очень точно перемещать стол. Винты снабжены измерительной шкалой, поэтому всегда можно снова найти определенную точку объекта.
Конденсатор
Конденсор собирает лучи от источника света, поэтому они одинаково проецируются на объект.Таким образом, каждая часть объекта освещается с одинаковым уровнем яркости.
Конденсатор: объединяет световые лучи и преобразует их в параллельные лучи. Асферическая линза позволяет избежать хроматической аберрации.Конденсаторы обычно состоят из одной или двух линз. Эти линзы разделяют свет на фракции, и все лучи уходят в виде параллельных лучей. Асферическая линза гарантирует отсутствие аберраций. Это гарантирует лучшее качество изображения. Стоимость их производства выше, чем у обычных линз.Они могут быть еще одним критерием, который отличает высокопроизводительные микроскопы от дешевых микроскопов.
Точная фокусировка и грубая фокусировка
С помощью точной фокусировки можно регулировать расстояние между объектом и объективом для достижения необходимой резкости. Точный фокус перемещает сцену лишь минимально — как уже сказано в названии.
микроскоп грубой фокусировкиПодобно точной фокусировке, грубая фокусировка также перемещает столик, чтобы регулировать разницу между объектом и объективом.Его задача — быстро и грубо поймать нужную дистанцию. Оптимальная резкость может быть впоследствии отрегулирована с помощью тонкой грубой очистки.
Диафрагма светового поля
Диафрагма светового поля может регулировать диаметр светового луча от источника света. Это может предотвратить затмение объекта.
Диафрагма светового поля: кулачок используется для уменьшения освещенности и адаптации ее к размеру объекта.Это может произойти, когда диаметр объекта меньше, чем диапазон обзора.
Источник света
Ранние микроскопы использовали вогнутые зеркала для отражения света на объектах. Позже стали использовать лампочки. Большинство микроскопов работают со светодиодами. Задача источника света — равномерно осветить объект.
источник света для микроскопаБаза
Основание гарантирует микроскопу необходимую устойчивость.
НОВИНКА !!! Бесплатное программное обеспечение: изучение конструкции микроскопа
,Детали светового микроскопа — как работают световые микроскопы
Световой микроскоп, будь то простой студенческий микроскоп или сложный исследовательский микроскоп, имеет следующие основные системы:
- Контроль образца — удерживайте и манипулируйте образцом Столик — где образец лежит зажимов — используется для удержания образца на столике (поскольку вы смотрите на увеличенное изображение, даже малейшие движения образца может перемещать части изображения за пределы вашего поля зрения.) микроманипулятор — устройство, позволяющее перемещать образец контролируемыми небольшими шагами по осям x и y (полезно для сканирования слайда)
- Illumination — пролить свет на образец (самая простая система освещения — зеркало которая отражает свет помещения через образец.) лампа — излучает свет (Обычно лампы представляют собой лампы накаливания с вольфрамовой нитью. Для специальных применений могут использоваться ртутные или ксеноновые лампы для получения ультрафиолетового света.Некоторые микроскопы даже используют лазеры для сканирования образца.) реостат — изменяет ток, подаваемый на лампу, для управления интенсивностью производимого света конденсатор — система линз, которая выравнивает и фокусирует свет от лампы на образец диафрагмы или отверстий-точечных отверстий — размещаются на пути света для изменения количества света, попадающего в конденсор (для повышения контрастности изображения) Схема типичного студенческого светового микроскопа, показывающая детали и путь света
- Линзы — формируют изображение Линза объектива — собирает свет от образца Окуляр — передает и увеличивает изображение от линзы объектива к вашему глазу револьвер — вращающееся крепление, на котором крепится множество линз объектива Трубка — удерживает окуляр на нужном расстоянии от линзы объектива и блокирует рассеянный свет
- Фокус — установите линзу объектива на нужном расстоянии от образца грубый — ручка фокусировки — используется для переноса объекта в фокальную плоскость линзы объектива Ручка точной фокусировки — используется для точной настройки фокусировки изображения
- Поддержка и выравнивание рычаг — изогнутая часть, которая удерживает все оптических частей на фиксированном расстоянии и выравнивает их base — выдерживает вес всех частей микроскопа Трубка соединена с кронштейном микроскопа с помощью реечной передачи.Эта система позволяет вам сфокусировать изображение при смене объективов или наблюдателей и отодвинуть линзы от предметного столика при смене образцов.
Некоторые из упомянутых выше деталей не показаны на схеме и различаются в зависимости от микроскопа. Микроскопы бывают двух основных конфигураций: вертикальные и перевернутые. Микроскоп, показанный на схеме, представляет собой вертикальный микроскоп , который имеет систему освещения под предметным столиком и систему линз над предметным столиком.Инвертированный микроскоп имеет систему освещения над предметным столиком и систему линз под предметным столиком. Инвертированные микроскопы лучше подходят для просмотра толстых образцов, таких как чашки с культивированными клетками, потому что линзы могут приближаться к дну чашки, где клетки растут.
Световые микроскопы могут обнаруживать структуры живых клеток и тканей, а также неживых образцов, таких как горные породы и полупроводники. Микроскопы могут быть простыми или сложными по конструкции, а некоторые могут выполнять более одного типа микроскопии, каждый из которых дает немного разную информацию.Световой микроскоп значительно расширил наши биомедицинские знания и продолжает оставаться мощным инструментом для ученых.
Статьи по теме HowStuffWorks
Другие замечательные ссылки
Общая информация
Учебные пособия и виртуальные микроскопы
Организации, образовательная информация, отраслевые ресурсы
,