Οι άνθρωποι προσπαθούσαν εδώ και καιρό να καταλάβουν πώς λειτουργεί ο κόσμος γύρω τους. Διεξήγαγε έρευνα, κοίταξε μέσα σε ζωντανά όντα και έβγαλε συμπεράσματα. Έτσι συσσωρεύτηκε το θεωρητικό υλικό, το οποίο έγινε η βάση για πολλές επιστήμες.
Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούσαν ήταν κυρίως παρατήρηση και πείραμα. Ωστόσο, έγινε γρήγορα προφανές ότι το θησαυροφυλάκιο της γνώσης θα παρέμενε μόνο μισογεμάτο, εκτός και αν εφευρεθούν κάποιες πιο περίπλοκες, τεχνικά προηγμένες συσκευές. Αυτά που θα σας επιτρέψουν να κοιτάξετε μέσα, να αποκαλύψετε τους βαθείς μηχανισμούς και να εξετάσετε τα χαρακτηριστικά της συσκευής διαφόρων αντικειμένων και ζωντανών όντων.
Μέθοδοι μελέτης στη βιολογία
Τα κυριότερα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
- Ιστορική μέθοδος.
- Description.
- παρατήρηση.
- Σύγκριση.
- Πείραμα.
Τα περισσότερα από αυτά απαιτούν την παρέμβαση νέων τεχνικών συσκευών που θα καθιστούσαν δυνατή τη λήψη μιας εικόνας σε πολλαπλά μεγεθυσμένο μέγεθος. Δηλαδή, για να το θέσω απλά, θα πρέπει να χρησιμοποιήσει κανείς διαφορετικάμεγεθυντικές συσκευές. Γι' αυτό ήταν προφανής η ανάγκη κατασκευής τους.
Εξάλλου, αυτός είναι ο μόνος τρόπος που οι άνθρωποι θα μπορούσαν να καταλάβουν πώς λαμβάνουν χώρα οι διαδικασίες ζωής τέτοιων μικροσκοπικών πλασμάτων όπως τα πρωτόζωα και τα βακτήρια, οι μικροσκοπικοί μύκητες, οι λειχήνες και άλλοι ζωντανοί οργανισμοί.
Σύγχρονες ποικιλίες συσκευών
Μεταξύ της ποικιλίας των τεχνικών σχεδίων, ξεχωριστή θέση κατέχουν οι μεγεθυντικές συσκευές. Εξάλλου, είναι δύσκολο να φτάσουμε στην αλήθεια και να αποδείξουμε αυτή ή την άλλη θεωρία χωρίς αυτές, ειδικά όταν πρόκειται για τον μικρόκοσμο.
Οι σύγχρονες τεχνολογίες προσφέρουν τους ακόλουθους τύπους τέτοιων συσκευών:
1. Λούπες. Η δομή των μεγεθυντικών συσκευών αυτού του τύπου είναι αρκετά απλή, επομένως ήταν οι πρώτες μεταξύ των αναλογικών σε δράση.
2. Μικροσκόπια. Σήμερα υπάρχουν πολλές ποικιλίες:
- οπτικό ή ελαφρύ;
- ηλεκτρονικό;
- λέιζερ;
- ακτινογραφία;
- ανιχνευτής σάρωσης;
- διαφορική ιντερφερόνη-αντίθεση.
Καθένα χρησιμοποιείται ευρέως όχι μόνο στις βιολογικές επιστήμες, αλλά και στη χημεία, τη φυσική, την εξερεύνηση του διαστήματος, τη γενετική μηχανική, τη μοριακή γενετική και ούτω καθεξής.
Ιστορία ανάπτυξης μεγεθυντικών φακών
Φυσικά, μια τόσο chic ποικιλία και τελειότητα τέτοιων συσκευών δεν ήρθε αμέσως. Οι πιο περίπλοκες δομές που επιτρέπουν σε κάποιον να παρεμβαίνει ακόμη και σε κυματικές και σωματικές διεργασίες εμφανίστηκαν μόνο τον 20ο-21ο αιώνα.
Η ιστορία της εμφάνισης καιΗ ανάπτυξη συσκευών για μεγέθυνση έχει τις ρίζες της στην ομίχλη του χρόνου. Έτσι, αν μιλάμε για μεγεθυντικούς φακούς, οι ανασκαφές έδειξαν ότι οι Αιγύπτιοι είχαν τις πρώτες τέτοιες συσκευές πολύ πριν από την εποχή μας. Ήταν κατασκευασμένα από βράχο κρύσταλλο και ήταν τόσο επιδέξια ακονισμένα που έδιναν μεγέθυνση έως και 1500 φορές!
Αργότερα άρχισαν να φτιάχνουν γυάλινους φακούς και να εξετάζουν μικροσκοπικά αντικείμενα ενδιαφέροντος μέσω αυτών. Αυτό συνεχίστηκε μέχρι τον 16ο αιώνα. Τότε ο μεγάλος εξερευνητής Galileo Galilei σχεδίασε τον πρώτο του σωλήνα, ο οποίος, όταν ξεδιπλώθηκε, έμοιαζε με μικροσκόπιο και έδωσε αύξηση σχεδόν 300 φορές. Αυτός ήταν ο γενάρχης του σύγχρονου μικροσκοπίου.
Ακόμα αργότερα, στο δεύτερο μισό του 17ου αιώνα, ο επιστήμονας Tore κατασκεύασε μικρούς στρογγυλεμένους μεγεθυντικούς φακούς. Κατέστησαν δυνατή την προβολή ακόμη και σε μεγέθυνση 1500x. Μια μεγάλη ανακάλυψη στην ανάπτυξη της μικροσκοπίας ήταν τα όργανα που σχεδίασε ο Anthony van Leeuwenhoek. Παρήγαγε παρτίδες μικροσκοπίων που έδιναν αρκετή μεγέθυνση για να δούμε την κυτταρική δομή και τον κόσμο των μικροοργανισμών.
Από τότε, τα μεγεθυντικά όργανα (λούπα, μικροσκόπιο) έχουν γίνει αναπόσπαστο μέρος σχεδόν όλων των τύπων έρευνας, τόσο στις βιολογικές όσο και στις άλλες επιστήμες. Η σύγχρονη ποικιλία τεχνικών συσκευών οφείλει την ύπαρξή της σε άτομα με ονόματα όπως:
- L. I. Mandelstam.
- Δ. S. Rozhdestvensky.
- Ernst Abbe.
- R. Ρίχτερ και άλλοι.
Μεγεθυντικοί φακοί κτιρίου: μεγεθυντικός φακός
Από τιΤι είναι αυτές οι συσκευές και πώς λειτουργούν; Οι μεγεθυντικές συσκευές - ένας μεγεθυντικός φακός, ένα μικροσκόπιο - έχουν βασικά την ίδια δομή, κατ 'αρχήν. Η δράση βασίζεται στη χρήση ειδικών γυαλιών - φακών.
Ο μεγεθυντικός φακός της συσκευής είναι ένας κυρτός φακός, ο οποίος πλαισιώνεται σε ειδικό εξωτερικό πλαίσιο - πλαίσιο. Ο ίδιος ο φακός είναι ένα ειδικό οπτικό γυαλί με κυρτότητα διπλής όψης. Το πλαίσιο μπορεί να είναι οποιοδήποτε:
- metal;
- πλαστικό;
- καουτσούκ.
Οι μεγεθυντικές συσκευές όπως οι λούπες σάς επιτρέπουν να λαμβάνετε εικόνες σε μέγεθος 25x. Φυσικά, υπάρχουν διαφορετικές συσκευές σύμφωνα με αυτόν τον δείκτη. Ορισμένοι μεγεθυντικοί φακοί δίνουν μεγέθυνση 2 φορές, και πιο εκσυγχρονισμένοι και τέλειοι - ακόμη και 30.
Τι είναι οι μεγεθυντικοί φακοί;
Η κύρια χρήση του μεγεθυντικού φακού είναι ένα μάθημα βιολογίας. Οι μεγεθυντικές συσκευές αυτού του είδους σάς επιτρέπουν να εξετάσετε τις λεπτές δομές της δομής των φυτών και των ζώων. Μπορεί να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές επιλογές προϊόντων.
- Ο μεγεθυντικός φακός τρίποδων είναι μια συσκευή στην οποία ο φακός στερεώνεται σε ειδικό πλαίσιο σε τρίποδο για ευκολία στη χρήση.
- Συσκευή με λαβή. Με αυτήν την επιλογή, ένα μικρό βολικό κουμπί είναι ενσωματωμένο στο πλαίσιο, με το οποίο μπορείτε να προσαρμόσετε την ποιότητα της εικόνας κάνοντας μεγέθυνση ή σμίκρυνση της συσκευής.
- Φωτιζόμενος μεγεθυντικός φακός με ενσωματωμένη πυξίδα. Αυτό είναι χρήσιμο για έρευνα πεδίου στην περιοχή της δασικής τάιγκα. Η παρουσία λαμπτήρων διόδου θα σας επιτρέψει να παρατηρήσετε ακόμη και τη νύχταημέρες.
- Μεγεθυντικός φακός τύπου τσέπης που διπλώνει και κλείνει με καπάκι. Πολύ βολική επιλογή για συνεχή μεταφορά μαζί σας.
Είναι επίσης πολύ συνηθισμένο να υπάρχουν συνδυασμοί μεταξύ των παραπάνω: τρίποδο με φως, τσέπη με κορδόνι ή με λαβή και ούτω καθεξής.
Μικροσκόπιο - μεγεθυντική συσκευή
Τι συσκευή διαθέτει αυτό το στοιχείο; Σήμερα, μόνο τέτοιες μεγεθυντικές συσκευές χρησιμοποιούνται στις σχολικές τάξεις: μεγεθυντικός φακός, μικροσκόπιο. Έχουμε ήδη ασχοληθεί με τη δομή, τη λειτουργία και τις ποικιλίες της πρώτης συσκευής. Ωστόσο, για τη μελέτη βαθύτερων διεργασιών που συμβαίνουν στα κύτταρα, την εξέταση της βακτηριακής σύνθεσης του νερού κ.λπ., η μεγεθυντική ισχύς ενός μεγεθυντικού φακού είναι σαφώς ανεπαρκής.
Σε αυτήν την περίπτωση, το κύριο εργαλείο εργασίας γίνεται ένα μικροσκόπιο, συνήθως συμβατικό, ελαφρύ ή οπτικό. Εξετάστε ποια δομικά μέρη περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του.
- Η βάση ολόκληρης της δομής είναι ένα τρίποδο. Είναι ένα καμπύλο στοιχείο στο οποίο συνδέονται όλα τα άλλα μέρη της συσκευής. Η ευρεία βάση του είναι αυτή που υποστηρίζει ολόκληρο το μικροσκόπιο και το διατηρεί σταθερό όταν στέκεται.
- Καθρέφτης, ο οποίος στερεώνεται στο τρίποδο από το κάτω μέρος της συσκευής. Είναι απαραίτητο να συλλάβετε το φως του ήλιου και να κατευθύνετε τη δέσμη στη σκηνή. Στερεώνεται και στις δύο πλευρές σε κινητούς μεντεσέδες, γεγονός που διευκολύνει τη διαδικασία ρύθμισης του φωτός.
- Πίνακας θεμάτων - μια δομή στερεωμένη σε τρίποδο, πιο συχνά στρογγυλεμένη ή ορθογώνια, εξοπλισμένη μεμεταλλικοί συνδετήρες. Σε αυτό εγκαθίσταται το υπό μελέτη μικροπαρασκεύασμα, το οποίο είναι σαφώς στερεωμένο και στις δύο πλευρές και παραμένει ακίνητο.
- Ένα οπτικό πεδίο που τελειώνει με προσοφθάλμιο στη μία πλευρά και φακούς διαφορετικής μεγέθυνσης στην άλλη. Επίσης στερεώνεται με ασφάλεια στο τρίποδο.
- Οι στόχοι βρίσκονται ακριβώς πάνω από τη σκηνή και χρησιμεύουν για την εστίαση και τη μεγέθυνση της εικόνας. Τις περισσότερες φορές υπάρχουν τρία από αυτά, το καθένα μπορεί να μετακινηθεί και να διορθωθεί ανάλογα με την ανάγκη.
- Ο προσοφθάλμιος είναι η κορυφή του τηλεσκοπίου και έχει σχεδιαστεί για να παρατηρεί απευθείας το αντικείμενο.
- Το τελευταίο σημαντικό εξάρτημα που διαθέτουν όλες οι μεγεθυντικές συσκευές αυτού του είδους είναι οι βίδες macro και micro. Χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της κίνησης του τηλεσκοπίου προκειμένου να ρυθμιστεί η καλύτερη ποιότητα εικόνας.
Προφανώς, η δομή ενός μικροσκοπίου δεν είναι πολύ περίπλοκη. Ωστόσο, αυτό είναι χαρακτηριστικό μόνο για οπτικά μοντέλα. Η μέση μεγέθυνση που μπορεί να κάνει ένα μικροσκόπιο φωτός δεν είναι μεγαλύτερη από 300 φορές.
Αν μιλάμε για μοντέρνα σχέδια που δίνουν χιλιάδες φορές μεγέθυνση, τότε η δομή τους είναι πολύ πιο περίπλοκη.
Τι είναι τα μικροσκόπια και πού χρησιμοποιούνται;
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι μικροσκοπίων. Το πιο απλό από αυτά, ελαφρύ ή οπτικό, αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος των σχεδίων για χρήση από μαθητές. Ένας μεγεθυντικός φακός και ένα μικροσκόπιο είναι οι πιο αποδεκτές μεγεθυντικές συσκευές. 6η τάξη (η βιολογία είναι ένα σχολικό μάθημα στο οποίο χρησιμοποιούνται αυτά τα μαθήματααντικείμενα) συνεπάγεται εξοικείωση με τη συσκευή, τις αρχές λειτουργίας αυτών των συσκευών.
Ωστόσο, οι μαθητές θα πρέπει να έχουν μια ιδέα για τους τύπους μικροσκοπίων με τα οποία εργάζονται επιστήμονες, φυσικοί, χημικοί, βιολόγοι, αστρονόμοι και ούτω καθεξής. Υπάρχουν 5 κύριες, που αναφέρθηκαν παραπάνω. Λέιζερ και ηλεκτρονικές συσκευές καθιστούν δυνατή τη λήψη εικόνων που είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερες από τις πραγματικές τους διαστάσεις. Αυτό σας επιτρέπει να κοιτάξετε μέσα ακόμα και τα πιο μικρά σωματίδια και να κάνετε πολλές ανακαλύψεις σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας.
Προετοιμασία μικροσκοπίου
Το μάθημα «Η συσκευή των μεγεθυντικών συσκευών» δεν είναι το μόνο στο σχολικό μάθημα που ασχολείται με την εργασία με τέτοιες συσκευές. Μαζί με τη δομή και τους κανόνες χρήσης, τα παιδιά πρέπει να λάβουν υπόψη τις βασικές γνώσεις σχετικά με την προετοιμασία μικροπαρασκευασμάτων.
Τα ακόλουθα στοιχεία χρησιμοποιούνται για αυτό:
- γυαλί διαφάνειας;
- δελτίο εξωφύλλου;
- βελόνα ανατομής;
- χαρτί φίλτρου;
- dropper;
- νερό.
Εάν πρέπει να εξετάσετε, για παράδειγμα, το δέρμα ενός κρεμμυδιού, τότε θα πρέπει να το κόψετε προσεκτικά με μια βελόνα και να το βάλετε σε μια γυάλινη διαφάνεια με τη μορφή λεπτής μεμβράνης. Πρέπει να το τοποθετήσετε σε μια σταγόνα νερού που έχει προδιαμορφωθεί με μια πιπέτα. Από πάνω, το παρασκεύασμα καλύπτεται με λεπτό κάλυμμα και πιέζεται σταθερά. Η περίσσεια υγρού απομακρύνεται αγγίζοντας το διηθητικό χαρτί. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν φυσαλίδες αέρα κάτω από το κάλυμμα, διαφορετικά μόνο αυτές θα είναι ορατές στο μικροσκόπιο.
Εργοστασιακά φάρμακα ή διορθώθηκαν
Εκτός από την παραγωγή «ζωντανών» σκευασμάτων, στα σχολεία χρησιμοποιούνται συχνά έτοιμα, σταθερά σκευάσματα. Είναι χρωματιστά και πιο κατατοπιστικά κορεσμένα, καθώς κατασκευάζονται με χρήση ειδικών τεχνολογιών με υψηλό βαθμό φυσικότητας. Σύμφωνα με αυτούς, μπορεί κανείς να κυριαρχήσει στη μικροδομή όλων των γνωστών δομικών στοιχείων τόσο των ζώων όσο και των φυτών. Επιπλέον, τα σταθερά παρασκευάσματα καθιστούν δυνατή τη μελέτη βακτηρίων, μικροσκοπικών μυκήτων, πρωτόζωων και άλλων μικρών πλασμάτων.
Μελέτη μεγεθυντικών φακών στο σχολείο
Όπως σημειώσαμε παραπάνω, οι μεγεθυντικές συσκευές μελετώνται απαραίτητα στο σχολείο. Ο βαθμός 6 είναι η αρχή στην εκμάθηση της αρχής λειτουργίας, των βασικών στοιχείων της δομής των συσκευών.
Είναι επίσης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου που δίνεται η δυνατότητα να τοποθετήσετε ανεξάρτητα το παρασκεύασμα στο τραπέζι των αντικειμένων, να πιάσετε το φως και να εξετάσετε την εικόνα, επιτυγχάνοντας υψηλή ευκρίνεια στο συντονισμό. Στα επόμενα στάδια της εκπαίδευσης, τα παιδιά χρησιμοποιούν ήδη με σιγουριά μικροσκόπια και μεγεθυντικούς φακούς για ποικίλες μελέτες, καθώς κατέχουν πλήρως την τεχνική της χρήσης συσκευών.
Εργαστηριακή εργασία στο σχολείο με χρήση μικροσκοπίων φωτός
Υπάρχουν στην πραγματικότητα αρκετά από αυτά. Κάθε δάσκαλος αποφασίζει μόνος του τι είδους εργασίες πρέπει να πραγματοποιηθούν. Εξάλλου, όλα εξαρτώνται από την ποσότητα του εξοπλισμού και την απόδοσή του. Οι πιο συνηθισμένες εργαστηριακές εξετάσεις που απαιτούν τη χρήση μεγεθυντικών φακών είναι:
- Μελέτη της δομής ενός φύλλου φυτού.
- Μελέτη της διαδικασίας της διαπνοής των φυτών. Η δομή των στομάτων.
- Mold hyphae.
- Σπόρια φυτών, η δομή τους.
- Μελέτη της εσωτερικής σύνθεσης του κυττάρου και άλλων.
