Самодельный микроскоп
Самодельный микроскоп
Хотите, не приобретая сложного микроскопа, наблюдать интереснейшую жизнь простейших водорослей и других невидимых обитателей капли стоячей воды, проникнуть взором в тайны клеток растений _разглядеть красные кровяные шарики? Хотите увидеть, как выглядят чудесные чешуйки крыльев бабочки, мельчайшая цветочная пыльца при сильном увеличении? Если вы любите делать все своими руками, то смастерить 200— 500-кратный микроскоп не представит для вас никакой трудности. Микроскоп оригинальный — без единой стеклянной линзы (у обычного их несколько). Главной оптической частью его служит жестяная пластинка с небольшим отверстием в 0,3—2,5 мм, в которое помещается капля воды или, лучше, глицерина удерживаемая капиллярным притяжением. Если отверстие хорошо обработано, капля принимает форму правильной, сильно выпуклой линзы. Через эту единственную, но зато очень сильную “линзу” и рассматривается при проходящем свете прозрачный или достаточно малый объект, который помещается на расстоянии 0,2—3 мм от линзы, в зависимости от ее увеличения. Жестяная пластинка с каплей удерживается верхней Деревянной колодкой, которую можно поднимать и опускать с помощью винта. Колодка укреплена шарнирно на стойке. На другой, расположенной чуть ниже неподвижной колодке укреплена склеенная из бумаги трубка, в которую вставлена еще одна подвижная трубка, закрепляемая винтом. К этой трубке сверху приклеен круглый неподвижный столик из пластмассы с отверстием в 6—8 мм, по которому перемещается в двух горизонтальных направлениях с помощью винтов и пружины еще один подвижный квадратный пластмассовый столик. Металлическая скобка препятствует его поднятию и соскакиванию. Отверстие в этом столике делается большее. Сверху к квадратному подвижному столику приклеивается круглая пластина тоже с широким отверстием. На нее кладут предметное стекло. Диаметр столиков и пластины не должен превышать 50 мм. Для предохранения жидкостной линзы от пыли и от деформации ее защищают кусочком чистой целлулоидной пленки, которую приклеивают к небольшой пластмассовой шайбе. К верхней подвижной колодке для удобства прикрепляется круглый, диаметром 30 мм, окулярный щиток с отверстием для глаза. Щиток при замене объектива можно сдвигать в сторону. Объект освещается снизу подвижным зеркалом сквозь диафрагму, снабженную отверстиями от 2 до 15 мм обеспечивающими значительное улучшение качества изображения, если диафрагма помещена не ближе 100 мм от объекта. Центральная стойка укрепляется неподвижно в подставке. Объект, который надо рассмотреть, помещают на стекле, не выходящем за пределы столика. Для получения хорошего изображения особенно важно тщательно обработать отверстие для капли в пластинке, так как даже небольшая неправильность отверстия, незаметный завал или заусеницы искривят каплю и испортят изображение. Поэтому при сверловке и обработке отверстия его качество необходимо постоянно проверять с помощью сильной лупы. Чтобы капля не растекалась, пластинку смазывают вазелином и затем почти насухо протирают. Пластинка и глицерин должны быть безукоризненно чистыми: мельчайший сор в глицерине осядет на дно или всплывет наверх капли и превратится в туманное пятно в самом центре поля зрения. Для большего увеличения нужно применять отверстия меньшего диаметра. Лучше сделать набор пластин с отверстиями от 0,3 до 2,5 мм. При умелом обращении микроскоп может дать увеличение до 700 раз. Каждый любитель мастерить может за короткое время изготовить такой прибор из небольших кусочков дерева, пластмассы, жестяной банки и нескольких шурупов.
«Техника Молодежи», 1960 г., №1, Гребенников В.С.
Карманный микроскоп
Перед вами рисунки очень простенького карманного микроскопа, которым удобно пользоваться в походе. Для его изготовления вам не потребуется никаких дефицитных деталей, даже линзы. Ее заменяет… капля воды. В деревянном бруске (40x70x20 мм) вы просверливаете (вытачиваете) сквозное отверстие диаметром 8 мм и красите его изнутри черной гуашевой краской. Это тубус микроскопа. Он должен точно располагаться относительно осевых линий бруска. Затем вырезаете из жести (от консервной банки) два диска одни для диафрагм, другой для объективов. Приклепывал диафрагмовый диск к скобе, помните: 1) что он должен так плотно прижиматься к ней, чтобы не было бокового подсвечивания в тубус, и 2) что осевая линия тубуса должна совпадать с отверстиями диафрагм. Фокусирующая планка прикрепляется к бруску (основе микроскопа) также при строгом соблюдении осевого совмещения центров линз с центром тубуса. К изготовлению объективного диска отнеситесь с особой тщательностью: от чистоты проделанных отверстий зависит качество работы микроскопа. Разметив диск по чертежу, проколите в нем отверстия и разверните их шилом. Образовавшиеся заусенцы заточите на бруске. Отверстия должны быть правильной формы и нужного диаметра и, самое главное, должны иметь скос (фаску), необходимый для образования сферы капли. Цековка отверстий направлена наружу. Крепится объективный диск к фокусирующей планке заклепкой с шайбой. Перед тем как пользоваться микроскопом, тщательно протрите объективный диск тряпочкой, а края отверстий, предназначенных для водяных линз, смажьте слегка каким-либо жиром, тогда капельки воды не будут растекаться. Предметные стекла (15×70 мм) вырежьте из фотопластинки. Между ними поместите рассматриваемый предмет и оба стекла вдвиньте в гнездо бруска так, чтобы рассматриваемый предмет оказался против смотровой линзы. Затем заостренным концом спички наберите чистой воды и коснитесь им обоих отверстий объективного диска. Попав в отверстия, капли примут форму двояковыпуклых линз. Так вы получите жидкостные объективы микроскопа. Не допускайте, чтобы капли растекались по поверхности диска. Готовый микроскоп поднесите к глазу жидкой линзой и направьте тубус в сторону источника света. Лучи света, пройдя через отверстие в диске и через рассматриваемый предмет, попадут в глаз. Вращая болтик, вы можете перемещать объективный диск ближе или дальше от рассматриваемого предмета и тем самым добиваться наилучшей резкости изображения. Степень увеличения можно менять, если, поворачивая объективный диск, устанавливать против рассматриваемого предмета то одну, то другую линзу. Наилучшее увеличение даст линза-капля, помещенная в отверстие меньшего диаметра. Диск с диафрагмовыми отверстиями облегчает настройку и дает яркость и четкость рассматриваемого предмета. На ветру, в жаркие дни капли воды быстро испаряются, поэтому в отверстия время от времени приходится пускать новые капли воды. Воду можно заменить чистым глицерином.
С. Вецрумб
ж. Юный Техник 1962, №8, стр. 74-75.
Как сделать микроскоп из мобильника. Макросъемка в домашних условиях
У нас дома есть самый простенький старый советский ученический микроскоп ЮННАТ-1. И мы с детьми с большим интересом периодически разглядываем в него микромир. Увеличивает всего от 8 до 30 раз, но и это уже круто! К нему и съемный окуляр с бОльшим увеличением докупили.
Но одна беда – хочется же не только увидеть, но и сфотографировать увиденное! Приходится просто фотоаппаратом через глазок фоткать. А это, согласитесь, очень муторно((( Хотя иногда получается неплохо.
Вы можете посмотреть эти снимки вот тут в постах:
“Мир через микроскоп“, “Наблюдаем в микроскоп“, “Улитки”, Эксперимент по выращиванию простейших).
Но не таскать же этот микроскоп с собой на улицу? А хочется иметь что-то карманное, под рукой на выезде.
И по нашему запросу муж сделал нам с детьми самодельный микроскоп буквально из подручных материалов! Линза крепится на обычную мобилку – и этот микроскоп всегда с тобой!
Для того, чтобы самим сделать такой микроскоп из мобильника, нужно всего лишь две вещи: мобильный телефон с фотокамерой и лазерная указка.
Сразу скажу – действительно получается настоящий микроскоп! Правда, увеличение не намного больше, чем в нашем школьном. Но нам пока и так очень понравилось! Главное, тут можно сразу делать электронные фотографии того, что видишь!
Фото, полученные через самодельный микроскоп |
Итак, для того, чтобы сделать микроскоп своими руками, нужно взять мобильный телефон с фотокамерой. Лучше всего, если у фотокамеры не будет автоматического фокуса или его можно будет выключить – тогда она хорошо ловит резкость.
Например, мобильник мужа LENOVO фотографирует через линзу прекрасно, а мой LG вообще никак не может сфокусироваться(((
Второе, что нужно взять, это линзу от лазерной указки.
Знаете, продают такие среди детских игрушек, которые светят красным лучом. Или можно взять лазерный прицел от игрушечного автомата (мамы мальчиков знают, о чем я говорю). Нам из всего этого прибора понадобится только само стеклышко, через которое проходит луч. Оно совсем крохотное – обычно диаметром около 6 мм.
После этого линзу нужно как-то зафиксировать так, чтобы “глазок” фотоаппарата мобильного телефона “смотрел” прямо сквозь нее. Можно хоть пинцетом держать. Но это неудобно. Поэтому Антон сделал своеобразную оправу из куска пластиковой упаковки-блистера.
Проделал отверстие под диаметр линзы, при этом пластик приобрел необходимую толщину и упругость для крепления линзы. Очень важно линзу не поцарапать. Она тоже пластиковая и очень нежная. Лучше взять тканевую салфетку для протирания очков и все операции делать ей и на ней.
Линза имеет две стороны – ровную и выпуклую. Нужно вставить ее в оправу так, чтобы выпуклая сторона была наружу, а ровная – к линзе фотоаппарата телефона.
1. Необходимые материалы 2. Готовим оправу для линзы из пластиковой упаковки 3. Вставляем линзу в оправу 4. Крепим линзу на глазок фотоаппарата с помощью скотча |
Все! Микроскоп готов! Смотрите теперь на экран телефона – и вы увидите сильно увеличенное изображение! И фотографии делать очень просто – нажимаешь кнопочку, и – щелк! – огромные нити и или лист комнатного цветка у вас в электронном виде!
Соль “Экстра” мелкого помола под микроскопом |
Сахар под микроскопом |
Соль поваренная крупного помола под микроскопом |
Тканевая салфетка под микроскопом |
Шурупчик и монета под микроскопом |
Денежная купюра под микроскопом |
Чайная ложка под микроскопом |
Еще одна чайная ложка под микроскопом |
Обивка дивана под микроскопом |
А зимою мы использовали этот микроскоп, чтобы делать Макрофотографии снежинок.
А тут я писала о других “самоделках” Антона: Проволочные головоломки, Наушники без проводов, Шум морского прибоя в ванной, Автоукачивалка на детскую кроватку, Люстра ручной работы в кухню, робот из ненужных деталек и Робот-компьютерная мышка, Робот-паук, Модель электрического мотора, Радистский (телеграфный) ключ, Водяная ракета, Паровая турбина, Светофор, Перископ.
Эта статья участвует в апрельском Креативе у Лизы Арье
:: Читать — 2. Микроскоп — Раздел первый ЮНЫМ ЛЮБИТЕЛЯМ ОПТИКИ И ФОТО — Оглавление — Книга «Юный техник. 35 самодельных приборов и моделей для школы, пионерского отряда и дома по оптике, фото, радио, электротехнике и паротехнике» — Куличенко Василий Федосеевич — ЛитЛайф — книги читать онлайн
2. Микроскоп
Выпускаемые заводами сложные микроскопы дают увеличение в несколько тысяч раз. Конечно, такой микроскоп построить самому невозможно. Наш микроскоп будет проще, с гораздо меньшей силой увеличения, однако и он позволит производить очень интересные наблюдения.
Уже обыкновенное увеличительное стекло, или так называемая лупа, может служить простейшим микроскопом. С помощью лупы можно видеть предметы увеличенными в несколько раз. В более сложном микроскопе увеличенное изображение, даваемое лупой, рассматривается не просто глазом, а с помощью второй лупы, которая вторично увеличивает уже увеличенное изображение. Таким образом, в сложных микроскопах имеется не одно, а два увеличительных стекла, заключенных в одну общую трубку на некотором расстоянии друг от друга. Схема такого микроскопа показана на таблице 2 (в кружке). Лупа Об, направленная к рассматриваемому предмету, называется объективом, а лупа Ок, через которую производится наблюдение, — окуляром.
Таблица 2. Микроскоп.
Схема действия микроскопа
С помощью объектива изображение предмета увеличивается до размеров АВ. Это изображение рассматривается через окуляр и вновь увеличивается.
На таблице показана упрощенная схема микроскопа. В действительности объектив и окуляр состоят обычно из нескольких стекол. Чтобы построить микроскоп с заранее заданной силой, или степенью увеличения, нужно проделать предварительный математический расчет. Но расчет этот очень сложен; мы обойдемся без него и рассчитаем наш микроскоп опытным путем.
Для получения сильно увеличивающего микроскопа следует взять для окуляра и объектива сильно увеличивающие линзы. Однако при этом нужно помнить, что, по законам оптики, чем сильнее будут увеличивать линзы, тем меньшее поле будет видно в микроскоп. Поэтому не следует добиваться особенно сильного увеличения, так как в такой микроскоп будет виден слишком маленький участок и наблюдать будет неинтересно.
Это особенно относится к окуляру. Ведь окуляр предназначен для рассматривания уже увеличенного изображения предмета, и если поле, видимое через окуляр, будет очень маленьким, то, хотя увеличение будет большим, мы увидим лишь часть наблюдаемого предмета и, следовательно, не сможем составить о нем полного представления. Иное дело — объектив. Он направляется на очень мелкие предметы, поэтому для объектива можно взять более сильную линзу.
Опытный расчет микроскопа
Раздобыв две линзы — одну для окуляра, другую для объектива, нам нужно установить их на определенном расстоянии одну от другой.
Чтобы точно измерить это расстояние, можно воспользоваться несложным прибором, показанным на таблице (справа). Он состоит из миллиметровой линейки и двух движков, сделанных из жести. К каждому движку прикрепляются язычки с кольцами на концах, которые также можно сделать из жести. На нижнее кольцо кладется объектив, на верхнее — окуляр, и прибор ставится вертикально. На дощечку под объектив кладется кусочек тонкой материи, например шелка.
Установив объектив на небольшом расстоянии от предмета и приставив окуляр вплотную к глазу, будем очень плавно и медленно увеличивать расстояние между окуляром и объективом. Проделывая этот опыт, мы найдем такой момент, когда сильно увеличенное изображение предмета будет довольно хорошо видно.
Проведя наблюдение, легко сосчитать по линейке расстояние между окуляром и объективом. Запомнив или записав найденное расстояние, продолжим опыт. Осторожно приближая объектив к предмету, будем тем же путем — перемещением окуляра — искать положение наиболее ясного видения.
Проделывая это, мы заметим, что с приближением объектива к предмету степень увеличения будет возрастать, однако при этом расстояние между объективом и окуляром будет быстро увеличиваться и может достигнуть слишком больших размеров. Видимое в микроскопе поле при этом будет уменьшаться.
Наконец, когда расстояние между объективом и предметом станет слишком коротким, изображение в микроскопе получить будет невозможно; поэтому приближать слишком сильно объектив к предмету не следует.
На этом опыте мы убедились в том, что, изменяя расстояние между объективом и предметом, можно изменять (правда, в небольших пределах) степень увеличения, даваемого микроскопом. Значит, лучше сделать микроскоп так, чтобы расстояние между предметом и объективом можно было в некоторых небольших пределах менять. Соответственно этому и окуляр нужно вмонтировать в трубку так, чтобы расстояние между ним и объективом также можно было изменять в некоторых пределах. Такое устройство необходимо также и для наводки на резкость, или на фокус.
Если при измерении расстояний будет допущена небольшая ошибка, это не беда. Такая ошибка не страшна, так как трубки для окуляра и объектива можно сделать чуть подлиннее — это даст необходимый запас для передвижения объектива и окуляра.
Какие нужны линзы
Какие же линзы более всего подходят для самодельного микроскопа?
Для объектива нужно постараться достать сильно увеличивающую линзу — с очень коротким фокусным расстоянием. У совершенных, дорогих микроскопов фокусное расстояние объектива не превышает 2 Такие объективы состоят иногда из десяти линз; одну линзу с таким фокусным расстоянием подобрать очень трудно, и работать она будет плохо; мы возьмем линзу с фокусным расстоянием в 20–25 мм. Диаметр этой линзы может быть не больше 6–7 мм. Если линза большего диаметра, края ее можно закрыть диафрагмой — черным бумажным или картонным кружком с отверстием в середине диаметром 6–7 мм.
Для окуляра нужно взять линзу с фокусным расстоянием в 75–80 мм и диаметром не меньше 20 мм. Микроскоп, построенный из таких линз, дает увеличение в тридцать-сорок раз и будет при этом не очень велик — длина трубки получится примерно 15–20 см. Раздобыв нужные линзы, картон, клей, тушь, приступим к постройке.
Конструкция микроскопа
Детали самодельного микроскопа даны на таблице, слева, а общий вид — в верхнем углу, справа. Микроскоп состоит из двух плотно вдвигающихся друг в друга трубок 1 и 2.Трубки эти лучше всего склеить из плотной бумаги, свернув ее в три четыре слоя. Внутренние поверхности трубок надо покрыть черной тушью.
Наружная трубка имеет донышко с круглым отверстием 3 в центре. Перед этим отверстием укреплена небольшая трубка 4, на конце которой укрепляется объектив 5. Внутренняя трубка 2 в верхней части имеет кольцо 6 с укрепленным в ней окуляром 7.
Так будет выглядеть наш микроскоп, если его линзы будут небольшого диаметра (примерно такими, как было указано выше).
Для укрепления линз нужно вырезать из картона два узких кольца по диаметру линзы. Одно кольцо вклеивается внутрь трубки, а когда клей подсохнет, на кольцо кладется линза и поверх нее вклеивается второе кольцо. Укрепленные таким образом линзы держатся очень прочно.
С помощью держателя 8, изготовленного из жести и плотно обнимающего трубку эта трубка скрепляется с вертикально стоящим круглым деревянным стержнем Муфта 10 держателя, надевающаяся на стержень 9, должна легко передвигаться вдоль стержня, но по возможности не качаться на нем. Для этого стержень и муфту нужно сделать гладкими, правильной цилиндрической формы. Сбоку этой муфты укрепляется крепящий винт с помощью которого трубку микроскопа можно закреплять на любом расстоянии от предметного столика 12. Для ввинчивания крепящего винта в муфте нужно сделать отверстие, а перед отверстием припаять гайку. Предметный столик делается из фанеры. Это просто небольшая дощечка с отверстием 13, которое должно быть расположено точно под объективом.
Отверстие в столике нужно для тех случаев, когда рассматриваются прозрачные предметы. Такие предметы (например крыло мухи) обычно зажимают между двумя тонкими стеклами. Для скрепления предметного столика со стержнем 9 в нем делается пропил по толщине столика и столик на клею укрепляется в пропиле. Наконец, чтобы микроскоп был устойчив, стержень 9 нижним концом укрепляется в подковообразной подставке 14, Сделанной из толстой доски.
| Лидеры продаж ВИКФотоальбом дефектов основного металла Альбом радиографических снимков Документы
|
Устройство увеличительных приборов. Увеличительные приборы
Глава 1. Клетка — основа строения и жизнедеятельности организмов
Размеры клеток настолько малы, что рассмотреть их без специальных приспособлений невозможно. Поэтому для изучения строения клеток используют увеличительные приборы.
Лупа — простейший увеличительный прибор. Лупа состоит из увеличительного стекла, которое для удобства работы вставлено в оправу с ручкой. Лупы бывают ручные и штативные.
Ручная лупа (рис. 8, а) может увеличивать рассматриваемый объект от 2 до 20 раз.
Штативная лупа (рис. 8, б) увеличивает объект в 10-20 раз. Правила работы с лупой очень просты: лупу надо поднести к объекту исследования на такое расстояние, при котором изображение этого объекта становится чётким.
С помощью лупы можно рассмотреть форму достаточно крупных клеток, но изучить их строение невозможно.
Световой микроскоп (от греч. макрос — малый и скопео — смотрю) — оптический прибор для рассматривания в увеличенном виде небольших, не различимых простым глазом предметов. С его помощью изучают, например, строение клеток.
Световой микроскоп состоит из трубки, или тубуса (от лат. тубус — трубка). В верхней части тубуса находится окуляр (от лат. окулус — глаз). Он состоит из оправы и двух увеличительных стёкол. На нижнем конце тубуса находится объектив (от лат. объектум — предмет), состоящий из оправы и нескольких увеличительных стёкол. Тубус прикреплён к штативу и поднимается и опускается с помощью винтов. На штативе находится также предметный столик, в центре которого имеется отверстие и под ним зеркало. Рассматриваемый на предметном стекле объект помещается на предметный столик и закрепляется на нём с помощью зажимов (рис. 9).
Главный принцип работы светового микроскопа заключается в том, что лучи света проходят через прозрачный (или полупрозрачный) объект исследования, который находится на предметном столике, и попадают на систему линз объектива и окуляра, увеличивающих изображение. Современные световые микроскопы способны увеличивать изображение до 3600 раз.
Чтобы узнать, насколько увеличивается изображение при использовании микроскопа, надо умножить число, указанное на окуляре, на число, указанное на используемом объективе. Например, если на окуляре стоит цифра 8, а на объективе — 20, то кратность увеличения будет составлять 8 х 20 = 160.
Новые понятия
Лупа. Световой микроскоп: окуляр, объектив
Ответьте на вопросы
1. С помощью каких приборов изучают клетки?
2. Что представляют собой лупы и какое увеличение они могут дать?
3. Из каких частей состоит световой микроскоп?
4. Как определить увеличение, которое даёт световой микроскоп?
Выполните задания
Найдите в энциклопедиях или Интернете, какие ещё увеличительные приборы используют современные учёные. Подготовьте короткое сообщение.
ПОДУМАЙТЕ!
Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?
Размеры клеток, из которых состоят живые организмы, часто настолько малы (десятые, сотые и тысячные доли миллиметра), что рассмотреть их без специальных приспособлений невозможно. Поэтому для их изучения используют увеличительные приборы.
Лупа – увеличительное стекло, которое для удобства использования вставлено в оправу с ручкой. Лупа зрительно увеличивает предметы (объекты исследования) в несколько раз. Правила работы с лупой очень просты: ее надо поднести к объекту исследования на такое расстояние, при котором его изображение становится четким. Лупы бывают ручные и штативные.
Световой микроскоп (от греч. микрос – маленький – и скопео – рассматриваю) – основной прибор, с помощью которого изучают клетки. Главный принцип его работы заключается в том, что через прозрачный или полупрозрачный объект исследования, находящийся на предметном столике, проходят лучи света. В качестве источника света используют естественное солнечное или искусственное освещение. Лучи света с помощью особого зеркала направляются на предметный столик, в центре которого имеется отверстие. Для лучшего освещения объекта исследования зеркало поворачивают так, чтобы лучи света, отразившись от него, прошли через отверстие в предметном столике.
Большинство микроскопов имеет особое приспособление – диафрагму, позволяющую регулировать степень освещения изучаемого объекта. Некоторые предметы лучше рассматривать при слабом освещении, другие – при ярком. Обратите внимание на зеркало. Как правило, одна его поверхность плоская, а другая вогнутая. Плоская поверхность используется при ярком освещении, она обеспечивает равномерное освещение объекта исследования (все, что мы видим через окуляр, называется полем зрения микроскопа). Вогнутую поверхность используют в тех случаях, когда освещение слабое.
После того как лучи света прошли через объект исследования, они попадают на систему линз объектива, увеличивающих изображение. Такую же роль играют и линзы окуляра, через который наблюдают объект исследования. Современные световые микроскопы способны увеличивать изображение до 3 тыс. раз.
Кратность увеличения объекта исследования определяется произведением увеличений, которые обеспечиваются объективом и окуляром (соответствующие цифры нанесены на объективе и окуляре). Например, если на окуляре нанесена цифра «8» (или «8х»), а на объективе – «20» (или «20х»), то кратность увеличения будет составлять 8х20=160.
Добиться четкого изображения можно с помощью регулировочных винтов, расположенных на боковой части корпуса микроскопа. Они изменяют расстояние между линзами и объектом исследования. У некоторых моделей микроскопов вместо линз перемещают платформу рабочего столика вместе с объектом исследования.
Помните! Ваш микроскоп – дорогой прибор, требующий внимательного ухода. Поэтому необходимо знать некоторые правила работы с ним:
– при переносе микроскопа следует убедиться, что все его детали хорошо закреплены; переносите микроскоп, придерживая его двумя руками: одну руку поместите под основу корпуса, а другой удерживайте штатив;
– работая с микроскопом, освободите стол от лишних предметов;
– берегите линзы микроскопа, после работы протирайте их мягкой салфеткой;
– никогда не разбирайте микроскоп.
Электронный микроскоп. С развитием биологической науки то увеличение, которое способны обеспечивать световые микроскопы, уже не устраивало ученых. Ведь необходимо было изучать отдельные детали строения клеток, незаметные или плохо заметные при помощи светового микроскопа. Поэтому в 30–х годах XX века был изобретен электронный микроскоп. Его возможности увеличивать изображения объектов исследования просто поражают – это десятки и сотни тысяч раз!
Лупы увеличительные относятся к оптическим системам, которые состоят из одной или нескольких линз. Главное их предназначение – увеличивать для разных наблюдений мелкие предметы или предметы, которые расположены на расстоянии.
1 Лупа ручная и штативная – две конструкции одного прибора
Оставим пока в стороне остальные и сосредоточимся на лупе – приспособлении, которое необходимо для работы во многих областях! Приспособление это довольно простое, в отличие от микроскопов и других увеличительных приборов. Пригодится оно не только в биологии или медицине, а также и в археологии, банковском и ювелирном деле. Не обойтись без данного приспособления в криминалистике и в часовых мастерских, при ремонте и изготовлении радиотехники и в других областях.
Лупы разделяют по основным параметрам увеличения и по назначению. По общим принципам разделения ГОСТа они бывают малого и среднего увеличения, а также существует лупа с большим увеличением. В зависимости от предназначения их делят на просмотровые, измерительные, зерновые, часовые, текстильные, лупы для просмотров кадров и для сквозных наводок сопряженного визира киносъемочных аппаратов.
Устройство этих оптических систем считается самым простым, потому что включает увеличительное стекло, которое обычно выпуклое, и оправу . В зависимости от оправы, увеличительные приборы бывают ручными или штативными. Ручная лупа – это простейшее приспособление, способное увеличивать предметы от 2 до 20 раз, пользоваться такими лупами очень просто. Надо просто взять ее рукоятку и приблизить к предмету на определенное расстояние, чтобы предмет был изображен наиболее четко.
При использовании штативной лупы предмет можно увеличить от 10 до 25 раз. Это происходит за счет того, что в оправе имеются два увеличительных стекла, которые прочно закрепляются на штативе – специальной подставке . Обычно для более удобной работы штатив прикрепляется к столику, где есть отверстие и зеркало. Даже несмотря на некоторое формальное усложнение конструкции, это все равно довольно маленькая лупа, компактная и легкая в использовании.
2 Увеличительные лупы – во сколько раз будет лучше видно?
3 Увеличительные оптические приборы – лупа и ее виды
Просмотровые лупы – это очень удобные и качественные приспособления, они необходимы при чтении текстов с мелкими шрифтами, для подробного изучения мелких рисунков или изображений. Просмотровые лупы отличаются тем, что у них имеется не только удобная ручка, но и хорошая оправа. Эта разновидность является универсальной в использовании, ее можно применять, находясь в дороге или дома. Главное ее достоинство – способность передать не только четкие, но и яркие изображения.
Основной особенностью измерительных луп является получение значения физических величин, которые измеряются в установленном диапазоне. Предназначение таких приспособлений – выполнять линейные измерения на плоскостях при помощи измерительной шкалы, диапазон которой составляет от 0,1 до 15 мм, и где цена делений 0,1 мм. Так мы получаем удобный для восприятия тип информации об объекте, не пользуясь никакими вспомогательными инструментами, типа .
Зерновые лупы предназначены для тщательной чистки семян. Они позволяют проверить качество и отобрать элитные зерна. Для того чтобы рассматриваемые объекты не рассыпались, на таких лупах сделан специальный ободок. Часто используют такие приспособления и для проведения анализа зараженности зерен. Часовые лупы применяют часовщики, это конструктивное решение подобрано специально для удобства в работе с мельчайшими механизмами. Форма сделана таким образом, что мастера могут вставить ее в глаз и, слегка прищурясь, создать прижим в глазной области. У данных моделей небольшой размер, и во время работы свободны обе руки.
Текстильные лупы применяют не только в сферах текстильной промышленности, но и во многих других областях.
Главная их задача – выявлять дефекты на тканях, а также определять их плотность, часто ими пользуются и филателисты. Для удобства корпус данного приспособления сделан таким образом, чтобы он мог раскладываться. Лупы для просмотров кадров отличаются конструктивным решением, в них сделаны специальные пазики в корпусе, которые позволяют не только выравнивать, но также передвигать и закреплять пленки. Для того чтобы отметить выбранные кадры для печати, корпус оснастили специальным устройством, которое делает просечки на краях пленки. Такими лупами можно увеличить изображение более, чем в пять раз, и весят они при этом около 50 граммов.
4 Выбираем лупы для дома и быта
Есть еще некоторые виды луп, которые оценят хозяйки и мастера-самоделкины. Многие домашние работы можно сделать с помощью луп-насадок или налобных луп. Лупы-насадки специально сделаны так, что их всегда можно прикрепить к очкам. Это очень удобно для выполнения многих работ. Увеличение будет в 2 или 3 раза, а руки при этом полностью свободны. Если потребуется большее увеличение, а это, возможно, для занятия вышивкой или изготовления кружев, тогда надо выбрать лупу на штативе. У нее несколько больше возможностей, и увеличивать изображение она способна в несколько раз больше.
Отправляясь в походы или путешествия, или даже просто по магазинам, следует обратить внимание на лупы с ручками. Они легкие, для них не нужно много места. Часто бывает, что рассмотреть этикетки на вещах бывает сложно, а имея в сумочке компактную лупу, можно лучше разобраться с выбором товара. Даже если вы посадили занозу, всегда спасет подобная спутница. Особый уход для нее не требуется, и хранить ее удобно на полке или в ящике.
Выбирая лупу для дома, необходимо обращать внимание не только на цветовое решение, но также и на общий дизайн приспособления. Не стоит приобретать слишком яркие, такие расцветки влияют на глаза, и при длительном пользовании глаза устают. Более того, отмечено, что слишком яркие тона неблагоприятно влияют и на психику людей. Лупы, предназначенные для большого увеличения, обычно тяжелые, так как в таких случаях линзы используют толстые, как раз они и имеют большую массу. Удержать при длительной работе их бывает тяжело, поэтому желательно, чтобы для использования были предусмотрены специальные подставки.
Количество и разнообразие оптических приборов очень велико, мы рассмотрим основные оптические приборы. Во всех оптических приборах самым главным элементом является линза. Линза — это кусочек прозрачного материала, которому специальным образом придали выпуклость или вогнутость, чаще используются выпуклые линзы. Линза умеет определенным образом перекрещивать лучи так, что, выходя из нее, эти лучи расходятся и делают наблюдаемый объект несколько увеличенным (Рис. 1).
Обычно прозрачным материалом для линзы служит стекло, но мы используем воду, разлив ее в стакан и пробирку. Линза в стакане больше, чем линза пробирки. Можно предположить, что более крупная линза будет увеличивать лучше, чем мелкая (Рис. 2).
Рис. 2. Опыт со стаканом и пробиркой ()
Лучики, которые выходят из большой линзы стакана, собираются от нее довольно далеко, и увеличивает такая линза не так сильно. Лучики, которые выходят из маленькой линзы пробирки, перекрещиваются прямо рядом с ней, и увеличивает эта линза довольно сильно. Выходит, что маленькая линза увеличивает лучше, чем большая. Увеличение линзы связано не столько с ее размерами, сколько с выпуклостью этой линзы. Линза в пробирке более выпуклая, чем линзы стакана, поэтому маленькая линза оказывается более выпуклой.
В большинстве оптических приборах: в лупе, микроскопе — линзы стараются делать небольшими, так как небольшую линзу проще сделать более выпуклой, то есть более сильной.
Проведем еще один эксперимент: возьмем стакан и поверх воды нальем немного масла, масло в воде не растворяется, так как оно легче воды и отдельным слоем находится над слоем воды (Рис. 3).
Рис. 3. Эксперимент с водой и маслом ()
У нас получились две линзы: водяная и масляная, по выпуклости они одинаковы, ведь налиты в один стакан. Но, подставляя ручку, мы видим, что увеличивают они по-разному. Отсюда вывод: сила линзы зависит не только от ее выпуклости, но и от материала, из которого эта линза сделана. Если нарисовать линзу и посмотреть сбоку (Рис. 4), мы увидим, что у нее есть одна или две выпуклые стороны, большие линзы имеют небольшую выпуклость, а чем линза меньше, тем выпуклость больше.
Если линзу поставить в оправу и сделать ручку, то мы получим самый простой оптический прибор — лупу (Рис. 5).
Увеличение лупы обычно небольшое, ведь там вставлена только одна линза, обычно оно написано на ней, увеличение обозначается х2, что говорит об увеличении в два раза. Лупы позволяют получать изображение в 25-кратном увеличении, более совершенные и модернизированные — даже в 30-кратном. Но далеко не всё можно разглядеть через лупу.
Самый главный прибор для биологов — это микроскоп (Рис. 6).
Рис. 6. Микроскоп и его схема ()
Его первая важная часть — это окуляр, на котором написано его увеличение. Вторая важная часть — объектив, и в окуляре, и в объективе находятся по две линзы, таким образом, увеличение в микроскопе создается четырьмя линзами. Окуляр и объектив вставлены в специальную трубку — тубус, которая поддерживает их на определенном расстоянии. Для удобства в работе тубус закреплен на штативе. Микроскоп необходимо настраивать на резкость, как и любой оптический прибор, для этого есть колесико настройки на резкость, по-научному кремальера. Их бывает несколько: для грубой и точной настройки. Предмет исследования кладут на предметный столик, на котором для удобства есть специальные зажимы. Зеркальце используется для настройки света, бывают микроскопы и с фонариком для подсветки вместо зеркальца.
1. Перед работой необходимо аккуратно протереть линзы специальными салфетками.
2. Найти самое освещенное место для работы.
3. Выставить штатив для удобства в работе.
4. Добиться наилучшего освещения с помощью регулировки зеркальца.
5. Уложить исследуемый предмет на столик под зажимы, чтобы дырочка на предметном столике была прямо под предметом.
6. Отрегулировать винтом кремальеры резкость, наблюдая расстояние до предмета, чтоб не раздавить его — край объектива должен быть на расстоянии1-2 миллиметра от предмета.
7. Всегда начинать исследование предмета с самого маленького увеличения, меняя окуляры или передвигая механизм объектива, так называемый револьверный механизм. На окуляре и объективе нанесены их увеличения. Увеличение микроскопа — это произведение чисел на окуляре и объективе.
8. Микровинт крутится, не отрывая от него пальцы, вперед и назад.
9. По окончании работы необходимо микроскоп убрать в футляр.
В биологии используют и электронные микроскопы, которые похожи на большие шкафы (Рис. 7). Некоторые называют обычный оптический микроскоп электронным лишь только потому, что у него есть провод и он включается в розетку, это большая ошибка: в розетку он включается только для подсветки.
Рис. 7. Электронный микроскоп ()
Мы рассмотрели оптические приборы, наиболее широко применяемые в биологии, и увидели, что непременной и самой существенной деталью таких приборов является линза. Оптическая сила линзы — одна их основных величин, характеризующая любой оптический прибор.
Список литературы
1. Беркинблит М.Б., Чуб В.В. Биология. Экспериментальный учебник для учащихся VI
классов. — М.: МИРОС, 1992.
2. Корчагина В.А. Биология 6-7 классы. Растения, бактерии, грибы, лишайники. — 1993.
3. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Кучменко В.С. Биология 6 класс. — 2008.
4. Пасечник В.В., Суматохин С.В., Калинова Г.С. Биология 6 класс. — М.: Просвещение, 2010.
Домашнее задание
1. Какие оптические приборы вы знаете?
2. Что представляет собой лупа?
3. Как устроен микроскоп?
Краткая история микроскопа
Микроскоп — это оптический прибор, позволяющий получить увеличенные изображения мелких предметов или их деталей, которые невозможно рассмотреть невооружённым глазом.
Дословно слово «микроскоп» означает «наблюдать за чем-то маленьким, (от греческого «малый» и «смотрю»).
Глаз человека, как любая оптическая система, характеризуется определённым разрешением. Это наименьшее расстояние между двумя точками или линиями, когда они ещё не сливаются, а воспринимаются раздельно друг от друга. При нормальном зрении на расстоянии 250 мм разрешение составляет 0,176 мм. Поэтому все объекты, размер которых меньше этой величины, наш глаз уже не в состоянии различить. Мы не можем видеть клетки растений и животных, различные микроорганизмы и др. Но это можно сделать с помощью специальных оптических приборов — микроскопов.
Как устроен микроскоп
Классический микроскоп состоит из трех основных частей: оптической, осветительной и механической. Оптическая часть – это окуляры и объективы, осветительная – источники освещения, конденсор и диафрагма. К механической части принято относить все остальные элементы: штатив, револьверное устройство, предметный столик, систему фокусировки и многое другое. Все вместе и позволяет проводить исследования микромира.
Что такое «диафрагма микроскопа»: поговорим об осветительной системе
Для наблюдений микромира хорошее освещение настолько же важно, как и качество оптики микроскопа. Светодиоды, галогенные лампы, зеркало – для микроскопа могут использоваться разные источники освещения. У каждого есть свои плюсы и минусы. Подсветка может быть верхней, нижней или комбинированной. Ее расположение влияет на то, какие микропрепараты можно изучать при помощи микроскопа (прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные).
Под предметным столиком, на который кладется образец для исследований, располагается диафрагма микроскопа. Она может быть дисковой или ирисовой. Диафрагма предназначена для регулировки интенсивности освещения: с ее помощью можно отрегулировать толщину светового пучка, идущего от осветителя. Дисковая диафрагма – это небольшая пластина с отверстиями разного диаметра. Ее обычно устанавливают на любительские микроскопы. Ирисовая диафрагма состоит из множества лепестков, с помощью которых можно плавно изменять диаметр светопропускающего отверстия. Она чаще встречается в микроскопах профессионального уровня.
Оптическая часть: окуляры и объективы
Объективы и окуляры – наиболее популярные запчасти для микроскопа. Хотя далеко не все микроскопы поддерживают смену этих аксессуаров. Оптическая система отвечает за формирование увеличенного изображения. Чем она лучше и совершеннее, тем картинка получается четче и подробнее. Но высочайший уровень качества оптики нужен только в профессиональных микроскопах. Для любительских исследований достаточно стандартной стеклянной оптики, обеспечивающей увеличение до 500–1000 крат. А вот пластиковых линз мы рекомендуем избегать – качество картинки в таких микроскопах обычно расстраивает.
Механические элементы
В любом микроскопе присутствуют элементы, которые позволяют исследователю управлять фокусом, регулировать положение исследуемого образца, настраивать рабочее расстояние оптического прибора. Все это часть механики микроскопа: коаксиальные механизмы фокусировки, препаратоводитель и препаратодержатель, ручки регулировки резкости, предметный столик и многое другое.
История создания микроскопа
Когда появился первый микроскоп, точно неизвестно. Простейшие увеличительные приборы — двояковыпуклые оптические линзы, находили ещё при раскопках на территории Древнего Вавилона.
Считается, что первый микроскоп создали в 1590 г. голландский оптик Ганс Янсен и его сын Захарий Янсен. Так как линзы в те времена шлифовали вручную, то они имели различные дефекты: царапины, неровности. Дефекты на линзах искали с помощью другой линзы — лупы. Оказалось, что если рассматривать предмет с помощью двух линз, то происходит его многократное увеличение. Смонтировав 2 выпуклые линзы внутри одной трубки, Захарий Янсен получил прибор, который напоминал подзорную трубу. В одном конце этой трубки находилась линза, выполняющая функцию объектива, а в другом — линза-окуляр. Но в отличие от подзорной трубы прибор Янсена не приближал предметы, а увеличивал их.
В 1609 г. итальянский учёный Галилео Галилей разработал составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами. Он называл его «оккиолино» — маленький глаз.
10 лет спустя, в 1619 г. нидерландский изобретатель Корнелиус Якобсон Дреббель сконструировал составной микроскоп с двумя выпуклыми линзами.
Мало кто знает, что свой название микроскоп получил только в 1625 г. Термин «микроскоп» предложил друг Галилео Галилея немецкий доктор и ботаник Джованни Фабер.
Все созданные в то время микроскопы были довольны примитивными. Так, микроскоп Галилея мог увеличивать всего в 9 раз. Усовершенствовав оптическую систему Галилея, английский учёный Роберт Гук в 1665 г. создал свой микроскоп, который обладал уже 30-кратным увеличением.
В 1674 г. нидерландский натуралист Антони ван Левенгук создал простейший микроскоп, в котором использовалась всего одна линза. Нужно сказать, что создание линз было одним из увлечений учёного. И благодаря его высокому мастерству в шлифовании, все сделанные им линзы получались очень высокого качества. Левенгук называл их «микроскопиями». Они были маленькие, размером с ноготь, но могли увеличивать в 100 или даже в 300 раз.
Микроскоп Левенгука представлял собой металлическую пластину, в центре которой находилась линза. Наблюдатель смотрел через неё на образец, закреплённый с другой стороны. И хотя работать с таким микроскопом было не совсем удобно, Левенгук смог сделать с помощью своих микроскопов важные открытия.
В те времена было мало известно о строении органов человека. С помощью своих линз Левенгук обнаружил, что кровь состоит из множества крошечных частиц — эритроцитов, а мышечная ткань — из тончайших волокон. В растворах он увидел мельчайшие существа разной формы, которые двигались, сталкивались и разбегались. Теперь мы знаем, что это бактерии: кокки, бациллы и др. Но до Левенгука об этом не было известно.
Всего учёным было изготовлено более 25 микроскопов. 9 из них сохранились до наших дней. Они способны увеличивать изображение в 275 раз.
Микроскоп Левенгука был первым микроскопом, который завезли в Россию по указанию Петра I.
Постепенно микроскоп совершенствовался и приобретал форму, близкую к современной. Учёные России также внесли огромный вклад в этот процесс. В начале XVIII века в Петербурге в мастерской Академии наук создавались усовершенствованные конструкции микроскопов. Русский изобретатель И.П. Кулибин построил свой первый микроскоп, не имея никаких знаний о том, как это делали за границей. Он создал производство стекла для линз, придумал приспособления для их шлифовки.
Великий русский учёный Михаил Васильевич Ломоносов первым из русских учёных стал использовать микроскоп в своих научных исследованиях.
Однозначного ответа на вопрос «Кто же всё-таки изобрел микроскоп?», пожалуй, не существует. В развитие микроскопного дела внесли вклад лучшие ученые и изобретатели разных эпох.
Как увеличивают микроскопы — Science Learning Hub
Добавить в коллекцию
Микроскоп — это устройство, в котором используется линза или линзы, чтобы маленькие объекты выглядели больше и отображали больше деталей. Это означает, что увеличительное стекло может считаться микроскопом! Это также означает, что сделать свой собственный микроскоп очень просто.
В нашей коллекции ресурсов для микроскопов вы встретите очень сложные микроскопы, но большинство из них — это просто способы более подробного рассмотрения объектов с помощью линз. Со временем в микроскопы было добавлено множество технологических новшеств (в основном для того, чтобы упростить их использование и улучшить качество получаемых изображений). Эти изменения могут сделать микроскопы более сложными, но они не меняют основы науки об объективах микроскопов.
Первые микроскопы
Самые ранние микроскопы были очень простыми, но по-прежнему хорошо увеличивали маленькие объекты. Например, микроскопы, сделанные голландцем Антони ван Левенгуком в 1600-х годах, представляли собой просто небольшой стеклянный шар (который действовал как линза), вставленный в металлическую оправу. Используя этот простой прибор, ван Левенгук открыл мир, который он назвал «анималькулами» (микроорганизмами) — крошечными одноклеточными существами, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
Как линзы увеличивают
Когда вы смотрите в простой световой микроскоп или увеличительное стекло, вы смотрите через двояковыпуклую линзу (согнутую, как задняя часть ложки с обеих сторон), сделанную из стекла. Рассматриваемый объект находится на дальней стороне линзы. Свет от объекта проходит через линзу и преломляется (преломляется) к вашему глазу, поэтому кажется, что он исходит от гораздо большего объекта.
На практике современные микроскопы содержат ряд линз, а не одну. У них есть линза объектива (которая находится близко к объекту) и линза окуляра (которая находится ближе к вашему глазу). Оба они способствуют увеличению объекта. Линза окуляра обычно увеличивает в 10 раз, а типичная линза объектива увеличивает в 40 раз. (Микроскопы обычно поставляются с набором объективов, которые можно менять местами для изменения увеличения.) Вы можете рассчитать общее увеличение микроскопа, умножив увеличение объектива и окуляра (таким образом, 10 x 40 = общее увеличение в 400 раз).
Добавление большего количества линз не меняет основного принципа увеличения в микроскопе, но позволяет получить большее увеличение и более качественное изображение.
Линзы и качество изображения
Линзы микроскопов сильно различаются по качеству, и это может повлиять на четкость изображения. Качество используемого стекла и форма линзы влияют на ее общее качество. Смещение линз внутри микроскопа также может ограничивать разрешение. На практике это означает, что учащиеся, использующие школьные микроскопы, могут не иметь возможности просматривать образцы, разрешение которых близко к теоретическим пределам разрешения светового микроскопа.
Линзы в электронных микроскопах
Электронные микроскопы используют пучок электронов вместо видимого света для освещения наблюдаемого объекта. Однако электроны не могут пройти через стекло, поэтому линзы, которые используются в световых микроскопах, не могут использоваться для отклонения электронного луча.
Чтобы обойти эту проблему, ученые разработали альтернативную линзу — катушку из проволоки, окружающую электронный луч. Когда электричество проходит по проводу, оно создает магнитное поле внутри катушки. Поскольку электроны заряжены, электронный пучок микроскопа изгибается в ответ на магнитное поле, когда он проходит через катушку. Таким образом, катушки действуют как линзы — они преломляют электронный пучок так же, как стеклянные линзы преломляют свет в оптическом микроскопе.
Микроскопы без линз
Некоторые современные инструменты, которые не содержат линз, до сих пор известны как микроскопы, потому что они увеличивают объекты. Например, сканирующий туннельный микроскоп и атомно-силовой микроскоп измеряют форму поверхности путем измерения расстояния между зондом микроскопа и поверхностью. Эти микроскопы генерируют изображения с очень высоким разрешением. Вы можете узнать о них больше в статье «Нанонаука», которая знакомит с нашим широким спектром ресурсов по нанонауке.
Сопутствующий контент
Узнайте больше о микроскопах в этих статьях:
- Увеличение и разрешение
- Световые микроскопы
- Типы электронных микроскопов частей микроскопа и описание их функций.
Деятельность Какой микроскоп лучше? исследует использование, преимущества и ограничения восьми типов микроскопов.
Полезная ссылка
Посетите веб-сайт Olympus Life Science, чтобы узнать больше о линзах и способах их увеличения.
Опубликовано 29 февраля 2012 года, обновлен 2 июня 2020 г. Ссылки на концентраторы
Перейти к полному глоссарию
Добавить 0 предметов в коллекцию
- + Создайте новую коллекцию
Никогда не используйте солнце в качестве источника света при использовании сложного микроскопа с зеркалом. Солнечный свет, сфокусированный через линзы, может повредить глаза.
Поделиться на Facebook
Поделиться в Twitter
Поделитесь на Reddit
Поделитесь на Linkedin
Обмен по электронной почте
- Газетная страница
- Две линейки с метрическими размерами, предпочтительно с темными отметками
- Одна прозрачная пленка или прозрачный защитный лист
- Стакан с водой
- Пипетка для лекарств (дополнительно)
- Мобильное устройство с камерой (опционально)
- Маленькая прозрачная пластиковая чашка или крошечная чашка для дегустации с плоским дном (по желанию)
- Найдите водонепроницаемую рабочую зону.
- Выберите статью в газете мелким шрифтом. Вы можете использовать линейку для измерения высоты букв; они должны быть высотой несколько миллиметров.
- Поместите прозрачную пленку поверх газетной страницы.
- Создайте каплю воды в середине прозрачной пленки. Используйте пипетку или палец, чтобы две или три капли упали на пленку и слились в одну большую каплю. Осмотрите свою каплю воды. Верхняя часть поверхности капли плоская, изогнута внутрь или наружу?
- Сдвиньте прозрачную пленку так, чтобы капля воды лежала поверх мелких букв.
- Закройте или прикройте один глаз и посмотрите другим глазом сверху на буквы под каплей. Сравните их с буквами рядом с каплей, но не покрытыми ею. Они похожи? Один кажется больше или меньше другого?
- Двумя руками осторожно поднимите и удерживайте прозрачную пленку примерно на полдюйма над газетой, оставив газету на рабочей поверхности. Вам может понадобиться помощь, чтобы поднять прозрачную пленку, если вы хотите закрыть один глаз рукой.
- Закройте или прикройте один глаз и внимательно посмотрите сверху через каплю воды на буквы на газете. Буквы выглядят иначе, чем когда прозрачная пленка лежала на газете? Что произойдет, если вы переместите прозрачную пленку выше?
- Несколько раз переместите прозрачную пленку вверх и вниз, глядя сверху через каплю воды одним глазом. Как меняется ваше восприятие букв при перемещении прозрачной пленки вверх или вниз? Как вы думаете, почему это происходит?
- Чтобы измерить коэффициент увеличения вашей капли воды, положите линейку под прозрачную пленку на рабочей поверхности и другую линейку рядом с каплей поверх прозрачной пленки, но следите за тем, чтобы линейка не касалась капли.
- Поднимите прозрачную пленку с верхней линейкой и каплей воды примерно на 1,3 сантиметра вверх и сделайте все возможное, чтобы измерить длину миллиметровой отметки нижней линейки, если смотреть сквозь каплю воды. (Вам может понадобиться помощь, чтобы поднять прозрачную пленку вместе с линейкой и каплей воды.) Сколько миллиметров измеряет один миллиметр? Это число говорит вам, в какой степени объекты кажутся больше, если смотреть сквозь каплю воды. Вы удивлены полученным коэффициентом увеличения?
- Измерьте коэффициент увеличения капли воды, когда вы поднимаете прозрачную пленку выше. Изменяется ли коэффициент увеличения, когда вы поднимаете прозрачность выше? Не могли бы вы найти способы сделать коэффициент увеличения очень большим?
- Повторите упражнение, на этот раз используя большую каплю воды. Что происходит с кривизной верхней поверхности капли воды при увеличении размера капли? Он больше, меньше или так же изогнут? Дают ли более крупные капли воды другой коэффициент увеличения?
- Extra: Какой, по вашему мнению, будет оптимальный размер капли воды и ее высота над газетой, чтобы улучшить читаемость выбранной вами газетной строки? Выбрали бы вы те же условия, если бы исследовали детали насекомого?
- Дополнительно: Обойдите дом или сад, рассматривая предметы через новое увеличительное стекло. Какие удивительные детали вы можете найти?
- Экстра: Вы только что использовали воду, чтобы создать увеличительное стекло, благодаря которому объекты кажутся больше. Как вы думаете, что произойдет, если вы посмотрите на больший слой воды, находящийся в чашке? Чтобы проверить это, найдите маленький или крошечный прозрачный пластиковый стаканчик с плоским дном. Чтобы убедиться, что сама чашка не действует как линза, поместите пустую чашку над прямой линией, найденной в вашей газете, посмотрите сквозь чашку и наблюдайте. Линия кажется прямой? Если поднять чашку, кажется ли, что она имеет одинаковую толщину? Если нет, найдите другую чашку, потому что дно этой чашки уже действует как линза. Как вы думаете, почему важно, чтобы чашка, используемая для проверки того, действует ли слой воды в чашке как линза, уже не действовала как линза? Если у вас есть чашка, которая не работает как линза, наполните ее слоем воды (высотой около 1,3 сантиметра) и посмотрите сверху сквозь воду на буквы в вашей газете. Как появляются буквы? Меняется ли их внешний вид, когда вы перемещаете чашку вверх и вниз? Возможно, вы захотите перейти на шрифт с более крупными буквами. Вы можете рассчитать коэффициент увеличения этого объектива? Обратите внимание, что коэффициент увеличения меньше 1 означает, что объект кажется меньше, чем он есть на самом деле. Например, коэффициент увеличения, равный половине, означает, что объект кажется в два раза меньше своего размера.
- Дополнительно: В оптических приборах часто используется комбинация нескольких линз. Если вы сделали и линзу в виде капли воды, и линзу в виде чашки с водой, посмотрите, что произойдет, если вы объедините их. Вы можете положить прозрачную пленку на чашку и посмотреть сверху или попросить помощника держать прозрачную пленку с каплей воды, пока вы держите чашку над ней. Как вы думаете, что произойдет? Можете ли вы измерить коэффициенты увеличения для обоих объективов по отдельности (на точном расстоянии, на котором вы их держите при объединении обоих) и при объединении? Если вы сделаете это для нескольких разных расстояний, вы сможете разработать формулу.
- Дополнительно: Будут ли другие жидкости также создавать увеличение? Будет ли одна жидкость работать лучше, чем другая? Подумайте о масле, уксусе или соевом соусе. Как вы думаете, какие из них могут сработать и почему?
- Газетная страница
- Две линейки с метрическими размерами, предпочтительно с темными метками
- Одна прозрачная пленка или прозрачный защитный лист org/HowToSupply»> Стакан с водой
- Пипетка для лекарств (дополнительно)
Найдите водонепроницаемую рабочую зону.
Выберите статью в газете мелким шрифтом. Вы можете использовать линейку для измерения высоты букв; они должны быть всего несколько миллиметров в высоту.
Поместите прозрачную пленку поверх газетной страницы.
org/HowToStep»>Сдвиньте прозрачную пленку так, чтобы капля воды лежала поверх мелких букв.
Закройте или прикройте один глаз и посмотрите другим глазом сверху на буквы под каплей.
Буквы, покрытые каплей, кажутся больше, меньше или одинаковыми по сравнению с буквами рядом с каплей?
org/HowToStep»>Закройте или прикройте один глаз и внимательно посмотрите сверху через каплю воды на буквы на газете.
Буквы выглядят иначе, чем когда прозрачная пленка лежала на газете? Что произойдет, если вы переместите прозрачную пленку выше?
Несколько раз переместите прозрачную пленку вверх и вниз, глядя сверху через каплю воды одним глазом.
Как меняется ваше восприятие букв при перемещении прозрачной пленки вверх или вниз? Как вы думаете, почему это происходит?
org/HowToStep»>Поднимите прозрачную пленку с верхней линейкой и каплей воды примерно на 1,3 сантиметра вверх и сделайте все возможное, чтобы измерить длину миллиметровой отметки нижней линейки, если смотреть сквозь каплю воды. Вам может понадобиться помощь, чтобы поднять прозрачную пленку вместе с линейкой и каплей воды.
Сколько миллиметров составляет один миллиметр? Это число говорит вам, в какой степени объекты кажутся больше, если смотреть сквозь каплю воды. Вы удивлены коэффициентом увеличения, который вы получили?
Измерьте коэффициент увеличения капли воды, когда вы поднимаете прозрачную пленку выше.
Изменяется ли коэффициент увеличения, когда вы поднимаете диапозитив выше? Не могли бы вы найти способы сделать коэффициент увеличения очень большим?
Повторите упражнение, на этот раз используя большую каплю воды.
Что происходит с кривизной верхней поверхности капли воды при увеличении размера капли? Он больше, меньше или так же изогнут? Дают ли более крупные капли воды другой коэффициент увеличения?
- Можете ли вы найти оптимальный размер капли воды и ее высоту над газетой, чтобы улучшить читаемость выбранной вами газетной строки? Выбрали бы вы другие условия, если бы исследовали детали насекомого? Почему или почему нет?
- Обойдите дом или сад, рассматривая предметы через новое увеличительное стекло. Какие удивительные детали вы можете найти?
- Вы использовали каплю воды, чтобы создать увеличительное стекло, благодаря которому объекты кажутся больше. Как вы думаете, что произойдет, если вы посмотрите на больший слой воды, находящийся в чашке? Чтобы проверить это, найдите небольшую прозрачную пластиковую чашку или небольшой стакан с плоским дном. Чтобы убедиться, что сама чашка не действует как линза, поместите пустую чашку над прямой линией, найденной в вашей газете, посмотрите через чашку и наблюдайте. Линия кажется прямой? Если поднять чашку, кажется ли, что она имеет одинаковую толщину? Если нет, найдите другую чашку, потому что дно этой чашки уже действует как линза. Если у вас есть чашка, которая не работает как линза, наполните ее слоем воды (около 1,3 сантиметра в высоту) и посмотрите сверху сквозь воду на буквы на газете. Как появляются буквы? Меняется ли их внешний вид, когда вы перемещаете чашку вверх и вниз? Возможно, вы захотите перейти на шрифт с более крупными буквами. Вы можете рассчитать коэффициент увеличения этого объектива?
- В оптических приборах часто используется комбинация нескольких линз. Если вы сделали и линзу в виде капли воды, и линзу в виде чашки с водой, посмотрите, что произойдет, если вы объедините их. Вы можете положить прозрачную пленку на чашку и посмотреть сверху или попросить помощника держать прозрачную пленку с каплей воды, пока вы держите чашку над ней. Можете ли вы измерить коэффициенты увеличения для обоих объективов по отдельности (на точном расстоянии, на котором вы их держите, когда вы объединяете оба) и в сочетании?
- Будут ли другие жидкости также создавать увеличение? Будет ли одна жидкость работать лучше, чем другая? Подумайте о масле, уксусе или соевом соусе. Какие из них, по вашему мнению, могут работать и почему?
- Создать новую коллекцию
- Добавить в существующую коллекцию
- Моя библиография
- 1 Гданьский медицинский университет, Польша.
- 2 Отделение патоморфологии, Больница Коперника, Гданьск, Польша.
- 3 Отделение хирургии и урологии для детей и подростков, Гданьский медицинский университет, Польша.
- 4 Отделение нейрохирургии, Больница Коперника, Гданьск, Польша.
- 5 Кафедра реабилитации и кинезиологии, Академия физического воспитания и спорта в Гданьске, Польша.
- 6 Кафедра психологии и социальных наук в медицине, Варминьско-Мазурский университет в Ольштыне, Польша.
- PMID: 31556546
- DOI: 10. 5114/pjp.2019.84457
- 1 Гданьский медицинский университет, Польша.
- 2 Отделение патоморфологии, Больница Коперника, Гданьск, Польша.
- 3 Отделение хирургии и урологии для детей и подростков, Гданьский медицинский университет, Польша.
- 4 Отделение нейрохирургии, Больница Коперника, Гданьск, Польша.
- 5 Кафедра реабилитации и кинезиологии, Академия физического воспитания и спорта в Гданьске, Польша.
- 6 Кафедра психологии и социальных наук в медицине, Варминьско-Мазурский университет в Ольштыне, Польша.
- PMID: 31556546
- DOI: 10. 5114/pjp.2019.84457
История операционного микроскопа: от лупы до микронейрохирургии.
Крисс Т.С., Крисс В.М. Крисс Т.С. и др. Нейрохирургия. 1998 г., апрель; 42(4):899-907; обсуждение 907-8. doi: 10.1097/00006123-199804000-00116. Нейрохирургия. 1998. PMID: 9574655
Микрохирургия — «малая» хирургическая революция в истории медицины ХХ века.
Хазекер Б. Хазекер Б. Нед Тайдшр Генескд. 1999 г., 17 апреля; 143(16):858-64. Нед Тайдшр Генескд. 1999. PMID: 10347657 Голландский.
[Морис Сурдиль и операционный микроскоп].
Легент Ф. Легент Ф. Энн Отоларингол Чир Цервикофак. 2000 г., сен; 117 (4): 210-4. Энн Отоларингол Чир Цервикофак. 2000. PMID: 11011183 Французский.
История микрохирургии.
Маврогенис А.Ф., Маркатос К., Сарантеас Т., Игнатиадис И., Спиридонос С., Бумбасиревич М., Георгеску А.В., Берис А., Сукакос П.Н. Маврогенис А.Ф. и соавт. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2019 фев; 29 (2): 247-254. doi: 10.1007/s00590-019-02378-7. Epub 2019 10 января. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2019. PMID: 30631944 Обзор.
Эволюция микронейрохирургической анатомии с особым упором на историю анатомии, хирургической анатомии и микрохирургии: исторический обзор.
Кобаяши С., Мацусима Т., Сакаи Т., Мацусима К., Берталанфи Х., Рутка Дж. Т. Кобаяши С. и др. Neurosurge Rev.
Загрузка 0.
99999993
Загрузка 0 0003
9993
.
В чем разница между увеличительным стеклом и составным световым микроскопом?
Обновлено 15 декабря 2020 г.
Автор Karen G Blaettler
Использование прозрачного материала для увеличения объектов восходит к далекому прошлому, но первое изображение линз для очков датируется примерно 1350 годом. восходит к концу 1200-х годов. Несмотря на это раннее использование линз, открытие микроскопического мира бактерий, водорослей и простейших ждало почти 300 лет.
TL;DR (слишком длинный; не читал)
Одно из различий между увеличительным стеклом и составным световым микроскопом заключается в том, что в увеличительном стекле используется одна линза для увеличения объекта, в то время как в составном микроскопе используются две или более линзы. Еще одно отличие состоит в том, что увеличительные стекла можно использовать для просмотра непрозрачных и прозрачных объектов, но сложный микроскоп требует, чтобы образец был достаточно тонким или достаточно прозрачным для прохождения света. Также увеличительное стекло использует окружающий свет, а световые микроскопы используют источник света (от зеркала или встроенной лампы) для освещения объекта.
Лупа и увеличительное стекло
Увеличительные линзы использовались на протяжении веков. Разжигание огня и исправление дефектов зрения были одними из первых применений и функций увеличительного стекла. Задокументированное использование линз началось в конце 13-го века с увеличительными стеклами и очками, чтобы помочь людям читать, поэтому ассоциация очков с учеными восходит к началу 1300-х годов.
В увеличительных очках используется выпуклая линза, закрепленная в держателе. Выпуклые линзы по краям тоньше, чем в середине. Когда свет проходит через линзу, световые лучи преломляются к центру. Увеличительное стекло фокусируется на объекте, когда световые волны встречаются на просматриваемой поверхности.
Простой и составной микроскоп
В простом микроскопе используется одна линза, поэтому увеличительные стекла — это простые микроскопы. Стереоскопические или препаровальные микроскопы обычно также являются простыми микроскопами. Стереоскопические микроскопы используют два окуляра или окуляра, по одному на каждый глаз, чтобы обеспечить бинокулярное зрение и трехмерное изображение объекта. Стереоскопические микроскопы также могут иметь различные варианты освещения, позволяющие освещать объект сверху, снизу или и то, и другое. Увеличительные стекла и стереоскопические микроскопы можно использовать для просмотра деталей на непрозрачных объектах, таких как камни, насекомые или растения.
Составные микроскопы используют две или более линзы в ряд для увеличения объектов для просмотра. Как правило, составные микроскопы требуют, чтобы исследуемый образец был достаточно тонким или достаточно прозрачным, чтобы сквозь него мог проходить свет. Эти микроскопы обеспечивают высокое увеличение, но изображение двумерное.
Составной световой микроскоп
Составные световые микроскопы чаще всего используют две линзы, расположенные в тубусе корпуса. Свет от лампы или зеркала проходит через конденсор, образец и обе линзы. Конденсор фокусирует свет и может иметь диафрагму, которую можно использовать для регулировки количества света, проходящего через образец. Окуляр или окуляр обычно содержит линзу, которая увеличивает объект в 10 раз (также пишется как 10x) больше. Нижнюю линзу или объектив можно заменить, вращая револьверную головку, которая удерживает три или четыре объектива, каждый из которых имеет линзу с разным увеличением. Чаще всего линзы объективов имеют четырехкратное (4x), 10-кратное (10x), 40-кратное (40x) и иногда 100-кратное (100x) увеличение. Некоторые составные световые микроскопы также содержат вогнутую линзу для коррекции размытия по краям.
Предупреждения
Составные световые микроскопы обычно представляют собой микроскопы светлого поля. Эти микроскопы пропускают свет от конденсора под образцом, в результате чего образец выглядит темнее по сравнению с окружающей средой. Прозрачность образцов может затруднить просмотр деталей из-за низкого контраста. Поэтому образцы часто окрашивают для лучшего контраста.
Микроскопы темного поля имеют модифицированный конденсор, пропускающий свет под углом. Направленный свет обеспечивает больший контраст, чтобы увидеть детали. Образец выглядит светлее фона. Микроскопы темного поля позволяют лучше наблюдать за живыми образцами.
В фазово-контрастных микроскопах используются специальные объективы и модифицированный конденсор, так что детали образца контрастируют с окружающим материалом, даже если образец и окружающий материал оптически похожи. Конденсор и линза объектива усиливают даже небольшие различия в светопропускании и преломлении, увеличивая контрастность. Как и в микроскопах со светлым полем, образец выглядит темнее, чем окружающий материал.
Определение увеличения микроскопа
Разница между увеличениями ручной линзы и микроскопа заключается в количестве линз. При использовании увеличительного стекла или ручной линзы увеличение ограничивается одной линзой. Поскольку объектив имеет одно фокусное расстояние от объектива до точки фокусировки, увеличение фиксировано. В 1673 году Антоний ван Левенгук представил миру своих крошечных «животных» с помощью простого микроскопа или ручной линзы с 300-кратным (300-кратным) увеличением реального размера. Хотя Левенгук использовал двояковыпуклую линзу, обеспечивающую лучшее разрешение (меньшее искажение) изображения, в большинстве увеличительных стекол используется выпуклая линза.
Для определения увеличения в сложных микроскопах необходимо знать увеличение каждой линзы, через которую проходит изображение. К счастью, линзы обычно имеют маркировку. У обычных школьных микроскопов есть окуляр, который увеличивает объект, чтобы он выглядел в 10 раз больше, чем реальный размер объекта. Объективы составных микроскопов прикреплены к вращающейся револьверной головке, чтобы зрители могли изменить уровень увеличения, повернув револьверную головку на другую линзу.
Чтобы найти общее увеличение, умножьте увеличение линз. При просмотре объекта через объектив с наименьшим увеличением изображение будет увеличено в 4 раза объективом и в 10 раз увеличено линзой окуляра. Таким образом, общее увеличение будет:
4×10 = 40
, поэтому изображение будет казаться в 40 раз (40x) больше, чем фактический размер.
За пределами микроскопа и увеличительного стекла
Компьютеры и цифровые изображения значительно расширили возможности ученых по изучению микроскопического мира.
Технически конфокальный микроскоп можно назвать составным микроскопом, поскольку он имеет более одной линзы. Линзы и зеркала фокусируют лазеры для создания изображений освещенных слоев образца. Эти изображения проходят через отверстия, где они фиксируются в цифровом виде. Затем эти изображения могут быть сохранены и обработаны для анализа.
Сканирующие электронные микроскопы (СЭМ) используют электронное освещение для сканирования позолоченных объектов. Эти сканы создают трехмерные черно-белые изображения внешности объектов. РЭМ использует одну электростатическую линзу и несколько электромагнитных линз.
Просвечивающие электронные микроскопы (ПЭМ) также используют электронное освещение с одной электростатической линзой и несколькими электромагнитными линзами для формирования сканов тонких срезов объектов. Получаемые черно-белые изображения кажутся двухмерными.
Значение микроскопов
Линзы появились еще до появления первых записей об их использовании в конце 13 века. Человеческое любопытство чуть ли не требовало, чтобы люди заметили способность линз рассматривать очень маленькие предметы. Арабский ученый 10-го века Аль-Хазен выдвинул гипотезу, что свет распространяется по прямым линиям и что зрение зависит от света, отражающегося от объектов и попадающего в глаза наблюдателя. Аль-Хазен изучал свет и цвет с помощью водных сфер.
Однако первое изображение линз в очках (очках) датируется примерно 1350 годом. Изобретение первого составного микроскопа приписывают Захариасу Янссену и его отцу Гансу в 1590-х годах. В конце 1609 года Галилей перевернул составной микроскоп вверх дном, чтобы начать наблюдения за небом над собой, что навсегда изменило человеческое восприятие Вселенной. Роберт Гук использовал свой самодельный составной световой микроскоп для исследования микроскопического мира, назвал узор, который он видел в срезах пробки, «клетками» и опубликовал свои многочисленные наблюдения в «Микрографии» (1665). Исследования Гука и Левенгука в конечном итоге привели к теории микробов и современной медицине.
Наблюдай и учись! Как увеличительное стекло развивает у детей научные навыки
Фото Дэвида Хьюма КеннерлиАвтор Рэйчел Уорд
Мозг маленьких детей запрограммирован на исследование и наблюдение — две вещи, которые, как оказалось, являются ранними научными навыками. Однако примерно к четырем или пяти годам их научные способности действительно начинают проявляться, потому что они достаточно взрослые, чтобы начать использовать классные научные инструменты.
Войдите в увеличительное стекло.
«В этом возрасте навыки критического мышления и мелкая моторика у детей развились до такой степени, что они могут начать пользоваться простыми инструментами, — говорит Мэг Дэвис из отдела образования KinderCare. Увеличительные стекла помогают детям увидеть то, чего они никогда раньше не видели, например, мелких насекомых крупным планом. Это открывает для них совершенно новый мир, который они находят довольно удивительным!
Каждый принадлежит к нашему кругу
В KinderCare мы стремимся создавать теплые, гостеприимные и поддерживающие классы для детей всех способностей, происхождения и опыта.
Найдите ближайший к вам центр
Вот почему на этой неделе в наших центрах мы выводим детей на свежий весенний воздух, чтобы они поближе познакомились с миром природы, который появляется вокруг них, и когда мы говорим «поближе», мы имеем в виду действительно близко.
С помощью увеличительных стекол и журналов дети вместе исследуют все, что находят, — от листьев и почвы до гальки и муравьев. Затем они пишут или рисуют то, что видят, что помогает этим молодым ученым повысить уровень грамотности.
Это кажется довольно простым, но это занятие может стать настоящим откровением для дошкольников. «Использование увеличительных стекол для изучения прожилок на листе или трех частей тела муравья дает детям новые темы для размышлений и размышлений», — объясняет Дэвис.
Фото Agenturfotograf / iStockЕсть причина, по которой мы даем детям дневники, чтобы они могли что-то записывать, — помимо развития навыков грамотности. Приучение детей к записи своих открытий настраивает их на успех в изучении естественных наук в более позднем возрасте (и дает им преимущество в изучении научных методов, осознают они это или нет).
Если у вас дома нет увеличительного стекла, вы можете найти его подешевле и посмотреть, как выглядят другие предметы вблизи. Сделайте вещи еще более научными, передав несколько цветных карандашей и бумаги, чтобы ваш ребенок мог записать то, что он обнаружил. (Не стесняйтесь подарить им небольшой белый халат, чтобы создать эффектную атмосферу.)
Развивайте научные навыки с помощью увеличительного стекла: как все выглядит вблизи?
1. Наблюдайте за кристаллами в кубе льда
Вода и ее различные формы вызывают интерес у детей, поэтому предложите ребенку поближе взглянуть на лед, чтобы испытать настоящее «вау». Вы оба можете быть ослеплены узорами из кристаллов льда и оттенками белого и синего. Оказывается, куб довольно сложный! Расширьте знания еще больше, рассказывая о том, как вода может превращаться из жидкости в лед и обратно!
2. Взгляните на свою расческу
Помогаете ли вы своему ребенку расчесывать волосы перед сном? Перед началом рассказа узнайте немного о науке, посмотрев на несколько прядей их волос и свои волосы вблизи. На нормальном уровне глаз волосы выглядят гладкими и тонкими, но как насчет вблизи? Что видит ваш ребенок? Чем их волосы отличаются от ваших?
3. Проверьте волокна в нити пряжи
В следующий раз, когда вы будете укутывать своих детей под свое любимое теплое одеяло, возьмите увеличительное стекло и осмотрите волокна, скрепляющие одеяло. Есть ли узор на волокнах? После того, как они насмотрятся, предложите им взглянуть на другие ткани в комнате, чтобы сравнить их, например, на их футболке, носках или даже на самом диване!
Уверенность в себе начинается здесь
Наши учителя помогают каждому ребенку обрести уверенность, необходимую для того, чтобы пробовать что-то новое и исследовать окружающий мир.
Найдите ближайший к вам центр
4. Загляните в свою обеденную тарелку
Ваш ребенок сыпет соль на зеленую фасоль? Прежде чем они начнут копать, предложите им взглянуть на пару кристаллов соли. Как гранулы выглядят вблизи? Если уж на то пошло, как бобы выглядят вблизи? (Но если они действительно не могут ждать, пусть едят — науку можно приостановить из-за урчащего живота. )
Домашние мероприятия Развитие мозга Творческая игра КОРЕНЬ Pre-K Веселье с наукой и математикой Весна Дошкольное (3-5)
Увеличивающий эффект от падения воды
.
Ключевые понятия
Объектив
Увеличительное стекло
Оптика
Свет
Введение
Вы когда-нибудь изучали повседневный предмет через увеличительное стекло и были поражены тем, что смогли увидеть? Или вы когда-нибудь замечали, например, в бассейне, что объект, торчащий из воды, выглядит по-разному чуть выше и чуть ниже поверхности? В этом упражнении вы узнаете немного больше об обоих этих наблюдениях. Приготовьтесь преломлять свет, увеличивать буквы и веселиться с каплями воды — и все это, чтобы получить представление о том, как работают линзы!
Линзы являются ключевыми компонентами очков, контактных линз, биноклей и телескопов — и это лишь некоторые из устройств. С этим занятием самодельное увеличительное стекло совсем рядом!
Фон
Вы видите объект, потому что световые лучи, отраженные от объекта, попадают в ваш глаз, создавая изображение на сетчатке внутри вашего глаза. Сигналы в ваш мозг позволяют ему воссоздать изображение объекта.
Луч света, отражаясь от объекта, обычно проходит по прямой к вашему глазу. Все меняется, когда на пути появляется прозрачный материал, такой как стекло или вода. Когда луч света, проходящий через воздух, попадает в такой материал, он меняет направление, создавая своего рода излом. Еще один перегиб появляется, когда луч покидает материал. Следовательно, окончательное изображение объекта в вашем глазу может отличаться из-за изменения направления света на пути к вашему глазу. Ваш мозг не знает об этих перегибах и ожидает изображения, созданного лучами, проходящими по прямой линии. В результате он может реконструировать изображение, отличное от исходного объекта. Ваши глаза и мозг могли быть обмануты!
Линзы используют эти изгибы, чтобы объекты выглядели больше или меньше, ближе или дальше. Выпуклая линза преломляет световые лучи внутрь, в результате чего объект воспринимается больше или ближе. Вогнутая линза отклоняет лучи наружу; вы получаете ощущение, что объекты меньше или дальше. Для плоской линзы нет общего искривления света. Вы воспринимаете объект таким, какой он есть.
Теперь, когда вы немного разбираетесь в свете и линзах, готовы ли вы позволить обмануть свои глаза и мозг?
Материалы
Подготовка
Процедура
Наблюдения и результаты
Вы видели, как предметы кажутся больше, если смотреть на них через каплю воды? Поверхность капли воды изгибается наружу, образуя купол. Эта внешняя, или выпуклая, кривизна изгибает световые лучи внутрь. В результате на сетчатке вашего глаза появляется увеличенное изображение. Объект кажется больше, чем он есть.
Поверхность меньшей капли еще более изогнута, что приводит к большему изменению направления светового луча. В результате получается большее увеличение. Изменение положения капли воды по отношению к буквам и вашему глазу также повлияет на коэффициент увеличения. Однако из-за так называемого капиллярного эффекта поверхность слоя воды в чашке слегка вогнута внутрь. Он будет действовать как вогнутая линза, преломляющая световые лучи наружу. В результате буквы, видимые сквозь слой воды в чашке, кажутся меньше, чем они есть на самом деле. При объединении нескольких линз коэффициент увеличения набора линз является произведением коэффициентов увеличения отдельных линз.
В качестве линзы подойдет любая прозрачная жидкость. Пока нижняя и верхняя поверхности слоя или капли не параллельны, линза изменит внешний вид объекта. В зависимости от жидкости коэффициент увеличения одинаковых капель, состоящих из разных жидкостей, будет разным.
Еще для изучения
Простое увеличение, от Университета штата Флорида
Увеличивающее открытие, от Science Buddies
Представьте себе: Сборка микроскопа для сотового телефона, от Science Buddies
Измерение поверхностного натяжения с помощью пенни, от Scientific American
Это задание было предложено вам в сотрудничестве с Science Buddies
ОБ АВТОРЕ(АХ)
Капля воды
Резюме
10-20 минут
10-20 минут
Увеличительное стекло, линза, оптика, свет
Сабина де Брабандере, доктор философии, Science Buddies
Введение
Готовы ли вы преломлять свет, увеличивать буквы и веселиться с каплями воды — и все это, чтобы взглянуть на то, как работают линзы? Линзы являются ключевыми компонентами очков, контактных линз, биноклей, телескопов и увеличительных стекол, и это лишь некоторые из устройств. С этим занятием самодельное увеличительное стекло совсем рядом!
Это мероприятие не рекомендуется использовать в качестве проекта научной ярмарки. В хороших проектах научных выставок больше внимания уделяется контролю переменных, проведению точных измерений и анализу данных. Чтобы найти проект научной ярмарки, который подходит именно вам, просмотрите нашу библиотеку, содержащую более 1200 идей проектов научной ярмарки, или воспользуйтесь мастером выбора темы, чтобы получить персональную рекомендацию по проекту.
Материалы
Подготовительные работы
Инструкции
Создайте каплю воды в середине прозрачной пленки. С помощью пипетки или пальца позвольте двум или трем каплям упасть на пленку и слиться в одну большую каплю. Осмотрите свою каплю воды.
Верхняя часть поверхности капли плоская, изогнута внутрь или наружу? |
Двумя руками осторожно поднимите и удерживайте прозрачную пленку примерно на полдюйма над газетой, оставив газету на рабочей поверхности. Вам может понадобиться помощь, чтобы поднять прозрачную пленку, если вы предпочитаете прикрывать один глаз рукой.
Коэффициент увеличения показывает, во сколько раз объект кажется больше своего размера. Чтобы измерить коэффициент увеличения капли воды, положите линейку под прозрачную пленку на рабочей поверхности и другую линейку рядом с каплей поверх прозрачной пленки, но следите за тем, чтобы линейка не касалась капли.
Что случилось?
Чтобы увидеть объект, лучи света, отраженные от объекта, должны попасть в ваш глаз. Световые лучи обычно идут к вашему глазу по прямой линии, но все может измениться, когда на пути появляется прозрачный материал, такой как стекло или вода. Вы видели, как предметы кажутся больше, если смотреть через каплю воды? Поверхность капли воды изгибается наружу, образуя купол, и эта внешняя, или выпуклая, кривизна изгибает световые лучи внутрь. В результате объект кажется больше, чем он есть.
Поверхность капли меньшего размера еще более изогнута, из-за чего световые лучи еще больше загибаются внутрь. Результатом является большее увеличение: объект кажется еще больше. Изменение положения капли воды по отношению к буквам и вашему глазу также повлияет на то, насколько больше будет казаться объект.
Копаем глубже
Вы видите объект, потому что лучи света, отраженные от объекта, попадают в ваш глаз, создавая изображение на сетчатке вашего глаза. Сигналы, посылаемые в ваш мозг, позволяют ему воссоздать изображение объекта.
Хотя световой луч, отражаясь от объекта, обычно движется к вашему глазу по прямой линии, все меняется, когда на его пути появляется прозрачный материал, такой как стекло или вода. Когда луч света, проходящий через воздух, попадает в такой материал, он меняет направление, создавая своего рода излом. Еще один перегиб появляется, когда луч покидает материал. Следовательно, окончательное изображение объекта в вашем глазу может быть другим, потому что свет меняет направление на пути к вашему глазу. Ваш мозг не знает об этих перегибах и ожидает изображения, созданного лучами, проходящими по прямой линии. В результате он может реконструировать изображение, отличное от исходного объекта. Ваши глаза и мозг могли быть обмануты!
Линзы используют эти изгибы, чтобы объекты выглядели больше или меньше, ближе или дальше. Выпуклая или куполообразная линза преломляет световые лучи внутрь, в результате чего объект воспринимается больше или ближе. Вогнутая линза — линза, изогнутая внутрь — отклоняет лучи наружу, создавая ощущение, что объекты меньше или дальше. Для плоской линзы нет общего искривления света; вы воспринимаете объект таким, какой он есть.
Капля воды имеет куполообразную поверхность и, таким образом, служит выпуклой линзой. Из-за так называемого капиллярного эффекта поверхность слоя воды в чашке немного вогнута внутрь. Он будет действовать как вогнутая линза, преломляющая световые лучи наружу. В результате буквы, видимые сквозь слой воды в чашке, кажутся меньше, чем они есть на самом деле. При объединении нескольких линз коэффициент увеличения набора линз является произведением коэффициентов увеличения отдельных линз.
В качестве линзы подойдет любая прозрачная жидкость. Пока нижняя и верхняя поверхности слоя или капли не параллельны, линза изменит внешний вид объекта. В зависимости от жидкости коэффициент увеличения одинаковых капель, состоящих из разных жидкостей, будет разным.
Спросите эксперта
Интересуетесь наукой? Задайте вопрос нашим ученым.
Задать вопрос
Для дальнейшего изучения
Идеи проекта
Мероприятия
Планы уроков
Карьера
Отзывы
Войдите, чтобы оставить отзыв
От увеличительного стекла до оперативной микроскопии — 9 ролей в микрохирургии историческая и современная0001
Сохранить цитату в файл
Формат: Резюме (текст) PubMedPMIDAbstract (текст) CSV
Добавить в коллекции
Назовите свою коллекцию:
Имя должно содержать менее 100 символов
Выберите коллекцию:
Невозможно загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку
Добавить в мою библиографию
Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку
Ваш сохраненный поиск
Название сохраненного поиска:
Условия поиска:
Тестовые условия поиска
Эл. адрес: (изменить)
Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день
Который день? воскресеньепонедельниквторниксредачетвергпятницасуббота
Формат отчета: РезюмеРезюме (текст)АбстрактАбстракт (текст)PubMed
Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.
Отправить, даже если нет новых результатов
Необязательный текст в электронном письме:
Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием
. 2019;70(1):14-20.
doi: 10.5114/pjp.2019.84457.
Оскар Личбик 1 , Себастьян Герц 2 , Якуб Вишневский 3 4 , Патрик Курландт 4 , Витольд Либионка 4 5 , Станислав Адамски 4 , Войцех Клоц 4 6
Принадлежности
Бесплатная статья
Оскар Личбик и др. Пол Дж. Патол. 2019.
Бесплатная статья
. 2019;70(1):14-20.
doi: 10.5114/pjp.2019.84457.
Авторы
Оскар Личбик 1 , Себастьян Герц 2 , Якуб Вишневский 3 4 , Патрик Курландт 4 , Витольд Либионка 4 5 , Станислав Адамски 4 907:00 , Войцех Клоц 4 6
Принадлежности
Абстрактный
Современный компьютеризированный микроскоп, являющийся визитной карточкой микрохирургии, стал стандартным оборудованием в операционной. Его внедрение позволило визуализировать тонкие анатомические структуры, невидимые невооруженным глазом, и произвело революцию во многих хирургических специальностях, таких как неврологическая, офтальмологическая или сосудистая. Эти поразительные достижения стали кульминацией века постоянного прогресса в оптической инженерии и микрохирургии, начиная с 19 века.21, когда во время операции впервые использовали микроскоп. Задолго до хирургии патология приняла микроскопы, и они стали ее наиболее важными диагностическими инструментами. Мы проследили эволюцию этого важного изобретения и обсудили его нынешнее состояние и перспективы на будущее.
Ключевые слова: история; микроскоп; оперативный; нейрохирургия.