Что может увидеть световой микроскоп
Преимущество использования световой микроскопии перед электронной
Содержание:
Виды микроскопов
Чтобы правильно определить преимущество использования световой микроскопии перед электронной, надо рассмотреть принцип действия микроскопов. Более подробно на занятиях по предмету «Биология» рассматриваются строение, принцип действия и правила использования светового микроскопа. Даются представления о работе электронного микроскопа, его возможностях при изучении биологических объектов. В некоторых заданиях требуется сравнить два вида микроскопии.
В оптическом (световом) микроскопе используется система линз, расположенных в окуляре и объективе. Изображение получается в результате преломления и рассеивания света. Приборы, основанные на световой технологии, позволяют добиться увеличения объектов в 140–2000 раз.
Что можно увидеть в световой микроскоп:
В электронном микроскопе изображение получают с помощью рассеивания потока электронов. Достигается увеличение объекта до 20000 раз. Можно изучить ультраструктуру органелл клетки, строение вирусов.
Преимущество использования световой микроскопии перед электронной
Электронный микроскоп более востребован в научной работе, так как дает большее увеличение по сравнению со световым. Если требуется установить преимущество использования световой микроскопии перед электронной, то следует обратить внимание на подготовку биологических объектов. В электронный микроскоп нельзя изучать живые бактерии, клетки.
В качестве примера рассмотрим тестовое задание: «Выберите преимущество использования световой микроскопии перед электронной». Формулировка теста или вопроса может несколько отличаться. Во всех случаях надо уметь различать возможности световой микроскопии и особенности электронного микроскопа.
Результат выполнения задания «Отметьте преимущество использования световой микроскопии перед электронной»:
| Преимущества светового микроскопа | Пояснения |
| Простота использования. | Классический световой микроскоп не требует особых условий для работы, использовать его может даже дошкольник и ученик младших классов. |
| Возможность рассматривать живые объекты. | Если нет необходимости, то живые объекты предварительно не фиксируют и не окрашивают. Можно наблюдать движение и питание бактерий, одноклеточных животных. |
| Простота приготовления препарата. | Надо настроить микроскоп, поместить каплю воды или кожицу лука на предметное стекло, накрыть тонким покровным стеклом, установить на предметном столике, отрегулировать с помощью винта резкость. |
| Низкая стоимость. | Световой микроскоп более доступен по цене, по сравнению с другими видами микроскопов. |
Предлагаемые ответы тестового задания «Найдите преимущество использования световой микроскопии перед электронной»:
Правильный ответ — 2) возможность видеть живые объекты.
Ответы 1, 3, 4 неверные, так как являются характеристиками электронной микроскопии. Разрешение электронного микроскопа в тысячи раз превосходит аналогичный показатель светового микроскопа. Используются сложные манипуляции для приготовления препарата. Изучаемый объект сначала фиксируют специальными веществами, затем обезвоживают и заливают пластмассой. Электронный микроскоп — дорогостоящий прибор, его приобретают и устанавливают в крупных исследовательских заведениях.
Что в световой микроскоп можно увидеть?
Свойства объёмного стекла увеличивать изображение были знакомы людям очень давно. Самая древняя линза, найденная археологами в Ираке близ города Нимруд, датируется VIII веком до нашей эры. Изобретатели этого полезного приспособления так и остались неизвестными. Неясно также, кто впервые применил его для создания микроскопа. Есть достоверные сведения, что комбинации из двух линз для своих приборов использовали знаменитые учёные XVI-XVII веков — Галилео Галилей, Джироламо Фракасторо, Кристиан Гюйгенс. История умалчивает, были эти приспособления изобретены до них, или нет. Но именно в ту эпоху оптика стала впервые применяться для изучения микромира.
Исследователи быстро поняли, что при использовании сразу нескольких линз их кратности увеличения предметов не складываются, а перемножаются друг на друга. И это даёт значительный эффект, позволяющий рассмотреть объекты микромира. Проблема состояла в том, что первые линзы были несовершенны и достаточно грубо обработаны. Поэтому изображение получалось с дефектами, которые увеличивались вместе с объектом исследований. Для решения этой проблемы разрабатывались микроскопы с единственной мощной линзой, один из которых позволил Антони Ван Левенгуку разглядеть растительную клетку. Лишь через полтора столетия многосоставные микроскопы, обладающие несколькими линзами, завоевали широкую популярность среди учёных. А с появлением электричества стала использоваться подсветка, значительно облегчившая процесс наблюдения. Именно так появился прибор, схожий по принципу работы с современным световым микроскопом.
Принцип работы
Световой микроскоп использует одно из неотъемлемых свойств луча света — преломление. Лучи подсветки отражаются в зеркальце, расходятся от объекта и параллельным пучком идут внутри тубуса, в котором размещены линзы. При помощи линз лучи преломляются, т.е. изменяют угол своего падения таким образом, что происходит их концентрация на сетчатке глаза. Таким способом объект наблюдения увеличивается и проступают его незаметные прежде детали.
Кратности увеличения
Окуляром микроскопа называется линза, в которую непосредственно смотрит глаз наблюдателя. Обычно для этих целей используются линзы с десятикратным увеличением. Ниже, в тубусе, располагается ряд объективов, каждый из которых имеет своё увеличение — 4, 10, 40 или же 100. Поскольку кратности перемножаются, то, в зависимости от выбранного объектива в сочетании с десятикратным окуляром, можно достигать кратности от 40 до 1000 соответственно.
Обычно наблюдение начинают с выбора четырёхкратного объектива, дающего наименьшее увеличение в 40 раз. Зачем? Дело в том, что для подробного рассмотрения какого-либо объекта нужно сперва этот объект найти. Осуществлять такой поиск при слишком большом увеличении неудобно. Поэтому при изучении микроскопического предмета, как правило, начинают от самого малого увеличения к большему. Объектив с маленьким увеличением позволяет гораздо быстрее фокусироваться, чем с большим.
Полезное и бесполезное увеличение
Увеличение бывает как полезным,так и бесполезным. В чём разница между тем и другим? Дело в том, что возможности любого светового микроскопа имеют предел. Теоретически возможно, используя множество линз, увеличить кратность прибора до бесконечности.
Но на практике наступает предел, после которого дальнейшее увеличение не делает видимыми новые детали объекта. До этого предела увеличение считается полезным, а после — бесполезным.
Разрешающая способность
Увеличивать изображение до бесконечности нет смысла потому, что разрешающая способность прибора конечна. Этой способностью называется расстояние между двумя близкими линиями, позволяющее видеть их раздельно. Для светового микроскопа такое расстояние достигает максимум 0,2 мкм. Именно этот фактор, а вовсе не конечные значения кратности, ограничивают область применения световой микроскопии. Более мелкие объекты доступны электронным и другим более современным микроскопам.
Устройство на базе школьного микроскопа
бъектив представляет собой цилиндр из металла (тубус), в который вмонтированы несколько линз. Его увеличение обозначают цифры.
Две или три линзы используются для окуляра. Предназначение расположенной между ними диафрагмой — фокусировка поля зрения. Нижней линзой фокусируются исходящие от объекта лучи, а само наблюдение происходит с помощью верхней.
В осветительном устройстве используются зеркало или электрический осветитель. Важной деталью является наличие конденсора, в состав которого входят две или три линзы. Подымаясь или опускаясь на кронштейне со специальным винтом, он может концентрировать или рассеивать свет, падающий на объект. Диаметр потока света изменяется специальной диафрагмой управляемый рычажком. Степень освещённости объекта регулирует кольцо, имеющее матовое стекло или светофильтр.
Составляющие механической системы микроскопа:
На предметном столике располагается объект наблюдения. Микрометренные механизмы предназначены для небольших перемещений тубусодержателя с тубусом, чтобы расстояние между объективом и объектом было оптимальным для наблюдения. Для более значительного смещения используют винты, осуществляющие грубую наводку. Функция револьвера — быстрая смена объективов. Это чрезвычайно удобное приспособление, которого не имели первые микроскопы, поэтому испытатели прошлого вынуждены были тратить на данную процедуру чрезвычайно много времени и усилий. Кронштейн, на котором держится конденсор, также способен подниматься и опускаться при помощи винта.
Что изучает световой микроскоп
Обычно в световой микроскоп рассматривают микроскопические биологические объекты. Именно с его помощью была открыта живая клетка. Сегодня с помощью светового микроскопа можно исследовать целый ряд клеточных органелл, играющих важную роль в функционировании живого организма.
Именно такой микроскоп используется при преподавании школьного курса биологии.
В частности, при помощи этого прибора можно увидеть:
различные виды ресничек, жгутиков, вакуолей и светочувствительных органелл.
Новейшие достижения — самые мощные микроскопы
В 2006 году исследовательской группой во главе с немецким учёным Штефаном Хелем и аргентинцем Мариано Босси была завершена разработка оптического (светового) микроскопа, ставшего настоящим прорывом в технологиях исследований с помощью высокоточной оптики. Изобретение, которое назвали наноскопом, позволяет вести наблюдение за объектами размерами менее 10 нм. При этом получаются их высококачественные изображения в трёхмерном формате. Вероятно,это не предел — исследования в разных странах, направленных на повышение разрешающей способности светового микроскопа, продолжаются.
Светлопольная (световая) микроскопия
Современная микроскопия имеет большое количество методов, на основании которых функционируют самые различные микроскопы, сферы применения которых весьма различны. И часто возникают споры и дилеммы о том, что же лучше: световой или, как его еще называют, оптический микроскоп, либо же электронный.
Стоит сразу отметить некоторый момент – это частая путаница в понятиях таких, как электронный микроскоп и микроскоп цифровой. Именно эти понятия так часто можно увидеть, когда их употребляют в неуместном варианте.
Строение светового микроскопа
В зависимости от комплектации световые микроскопы могут быть как самыми примитивными (например, которые используются в кабинетах физики в школе), так и состоять из сложных систем современного образца.
Из чего же состоит световой микроскоп? По структуре световой микроскоп имеет такие основные части:
Объект исследования получается увеличенным именно благодаря совместному воздействию таких структур микроскопа как: окуляр, объектив и зеркало. Технические аспекты обеспечивают все остальные составляющие микроскопа.
Благодаря окуляру, который находится в верхней части микроскопа, человеческий глаз наблюдает объект. В состав окуляра входят несколько увеличительных линз, заключенных в оправу. Нижняя линза окуляра отвечает за фокусировку объекта исследования, а верхняя линза обеспечивает процесс наблюдения. Окуляры обладают сравнительно малой степенью увеличения.
Важным параметром в выборе окуляра микроскопа является вынос зрачка, расстояние между глазом и отверстием окуляра. Если специалист будет работать с микроскопом в очках, то стоит выбирать микроскоп с большим выносом, равным 10-20 мм.
Трубка в форме цилиндра, к которой крепится окуляр, называют тубусом. В верхней части тубуса расположен окуляр, а в нижней части – устройство для крепления объективов. Движение тубуса обеспечивается винтами на штативе микроскопа. Такое движение тубуса определяет возможность контролировать расстояние до объекта исследования на предметном столике.
Сравнение электронного и светового микроскопа
Цифровые микроскопы – это лишь оборудование, которое выводит получаемое изображение из оптического микроскопа на экран монитора компьютера, при помощи чего исследователь может детально рассмотреть нюансы объекта. А электронный микроскоп имеет совершенно иной метод получения изображения: через объект проходят не световые лучи, а электроны, которые, ударяясь о поверхность объекта, формируют нюансы его поверхности и структурных особенностей. Они строят геометрический образ изучаемого объекта.
Конечно же, у оптического микроскопа есть свои преимущества, а также недостатки. Однако, каждый покупатель, выбирая такое оборудование, должен отталкиваться от его потребностей, а также сферы, в которой будет работать микроскоп, от направленности лаборатории.
Если речь идет о базовых задачах микроскопа, как, например, его использование в лаборатории школы института, которое обусловливает обучающие цели, тогда, конечно же, выбор падает на оптический (световой) микроскоп. В световой микроскоп можно увидеть все, чего требует базовая школьная программа по биологии.
Естественно, что покупка для таких целей какого-либо другого типа и класса оборудования просто необоснованно. Если же речь идет о какой-либо исследовательской лаборатории, где необходимы нюансы микроскопического строения объекта, как, например, в области вирусологии, криобиологии, томографии, либо нейрохирургии или же других узкоспециализированных областей, тогда, естественно, световой микроскоп будет неуместен для использования в таких направлениях деятельности.
Что это означает: преимущества светового микроскопа? Это означает лишь одно – о преимуществах либо недостатках конкретного вида микроскопа можно говорить только опираясь на сферу, в которой он будет использоваться. Так как. Например, в школьном кабинете биологии просто нецелесообразно использование дорогого, практически недоступного электронного микроскопа, когда можно использовать дешевый световой прибор, а в научно-исследовательском институте просто недопустимо и бесполезно будет использование оптического простого микроскопа, который попросту не даст никаких результатов в конкретной научной деятельности, так как его увеличения и разрешения просто не будет хватать для такой работы.
Преимущество светового микроскопа перед электронным
Если попросить работника лаборатории «определи преимущество использования световой микроскопии перед электронной», то даже начинающий исследователь сможет назвать основные плюсы работы с таким видом оборудования.
Что можно увидеть в микроскоп?
Что можно увидеть в микроскоп?
Вы решили купить микроскоп или уже его приобрели и перед Вами стоит вопрос, а что можно увидеть в микроскоп? Какие объекты и на каком увеличении можно смотреть?
1. Готовые препараты.
Сейчас на рынке оптических приборов очень большой выбор микроскопов и многие микроскопы в свой комплект включают наборы готовых микропрепаратов, наборы для опытов, где есть описание каждого микропрепарата. Так же наборы продаются и отдельно, возьмем к примеру Набор микропрепаратов Levenhuk N80 NG «Увидеть все!». Этот набор включает в себя 80 готовых образцов для наблюдения под микроскопом из таких разделов как анатомия, ботаника, зоология и др. Но рассматривание готовых образцов не один из самых занимательных процессов, куда интереснее и познавательнее будет если Ваш ребенок приготовит это образец самостоятельно. Это можно сделать в школе на уроке биологии или дома вместе с родителями.
2. Самодельные препараты.
Когда Антони ван Левенгук изобрёл микроскоп, его охватило очень большое любопытство и он постоянно искал объекты для изучения. Каплю воды из пруда или лужи около дома, строение ткани, зубной налёт, кончики своих ногтей. Вам ни чего не мешает сделать так же.
Единственное, в современный микроскоп хорошо видно только очень маленькие объекты или тонкие срезы объектов покрупнее. Но готовить такие срезы можно и самому — остро заточенным ножом или острой бритвой, например, закреплённой в спичечном коробке. Попробуйте отрезать максимально тонкие кусочки разных овощей или фруктов. Растительные клетки довольно крупные, поэтому в таких препаратах часто можно рассмотреть некоторые клеточные органеллы: клеточную стенку, хлоропласты и ядро. Ещё можно делать срезы и кусочков мяса или других продуктов из вашей кухни. Главное, помните, что для рассмотрения самодельных препаратов их нужно помещать в каплю воды.
Инфузория-туфелька увеличение 640 крат Плавник рыбы с увеличением 900 крат
Шерсть кота увеличение 160 крат и 400 крат
Корень волоса 1200 крат
3. Неживые объекты.
Возьмите ниточку с одежды, волокна хлопка, ватку медицинскую, монетку и кошелька соберите немного пыли, и с помощью микроскопа вы узнаете много интересного про их структуру. Но ещё раз напомним, что если объект слишком большой, то необходимо сделать его срез.
Фибротряпка при увеличении в 20 крат Пуговица увеличенная в 20 раз
Монета при увеличении 20 крат Купюра под микроскопом
Стружка грифеля увеличение 64 крат Волокна хлопка увеличение 64 крат
4. Кора пробкового дерева.
Повторите исследование, в результате которого появился термин «клетка», рассмотрите срез коры пробкового дерева — для этого подойдёт обычная винная пробка.
Обычная винная пробка
5. Кровь.
Если ребёнок или кто-то в семье порежет палец, можно эту неприятную ситуацию развернуть в полезное для науки русло. Соберите капельку крови и рассмотрите её под микроскопом, для этого необходимо каплю крови аккуратно разместить на предметном стекле.
6. Растения и цветы.
Сделайте срезы не только съедобных овощей, посмотрите на срезы разных частей цветков.
Цветок Бальзамин Орхидея Роза
Ландыш Кактус Сосна
Сахар, соль, мука, крахмал, водяные знаки на купюрах – в общем всё, что попадётся на глаза. Ведь единственная граница научного исследования — это воображение исследователя.
Что можно увидеть в микроскоп?
Что можно увидеть в микроскоп?
Вы решили купить микроскоп или уже его приобрели и перед Вами стоит вопрос, а что можно увидеть в микроскоп? Какие объекты и на каком увеличении можно смотреть?
1. Готовые препараты.
Сейчас на рынке оптических приборов очень большой выбор микроскопов и многие микроскопы в свой комплект включают наборы готовых микропрепаратов, наборы для опытов, где есть описание каждого микропрепарата. Так же наборы продаются и отдельно, возьмем к примеру Набор микропрепаратов Levenhuk N80 NG «Увидеть все!». Этот набор включает в себя 80 готовых образцов для наблюдения под микроскопом из таких разделов как анатомия, ботаника, зоология и др. Но рассматривание готовых образцов не один из самых занимательных процессов, куда интереснее и познавательнее будет если Ваш ребенок приготовит это образец самостоятельно. Это можно сделать в школе на уроке биологии или дома вместе с родителями.
2. Самодельные препараты.
Когда Антони ван Левенгук изобрёл микроскоп, его охватило очень большое любопытство и он постоянно искал объекты для изучения. Каплю воды из пруда или лужи около дома, строение ткани, зубной налёт, кончики своих ногтей. Вам ни чего не мешает сделать так же.
Единственное, в современный микроскоп хорошо видно только очень маленькие объекты или тонкие срезы объектов покрупнее. Но готовить такие срезы можно и самому — остро заточенным ножом или острой бритвой, например, закреплённой в спичечном коробке. Попробуйте отрезать максимально тонкие кусочки разных овощей или фруктов. Растительные клетки довольно крупные, поэтому в таких препаратах часто можно рассмотреть некоторые клеточные органеллы: клеточную стенку, хлоропласты и ядро. Ещё можно делать срезы и кусочков мяса или других продуктов из вашей кухни. Главное, помните, что для рассмотрения самодельных препаратов их нужно помещать в каплю воды.
Инфузория-туфелька увеличение 640 крат Плавник рыбы с увеличением 900 крат
Шерсть кота увеличение 160 крат и 400 крат
Корень волоса 1200 крат
3. Неживые объекты.
Возьмите ниточку с одежды, волокна хлопка, ватку медицинскую, монетку и кошелька соберите немного пыли, и с помощью микроскопа вы узнаете много интересного про их структуру. Но ещё раз напомним, что если объект слишком большой, то необходимо сделать его срез.
Фибротряпка при увеличении в 20 крат Пуговица увеличенная в 20 раз
Монета при увеличении 20 крат Купюра под микроскопом
Стружка грифеля увеличение 64 крат Волокна хлопка увеличение 64 крат
4. Кора пробкового дерева.
Повторите исследование, в результате которого появился термин «клетка», рассмотрите срез коры пробкового дерева — для этого подойдёт обычная винная пробка.
Обычная винная пробка
5. Кровь.
Если ребёнок или кто-то в семье порежет палец, можно эту неприятную ситуацию развернуть в полезное для науки русло. Соберите капельку крови и рассмотрите её под микроскопом, для этого необходимо каплю крови аккуратно разместить на предметном стекле.
6. Растения и цветы.
Сделайте срезы не только съедобных овощей, посмотрите на срезы разных частей цветков.
Цветок Бальзамин Орхидея Роза
Ландыш Кактус Сосна
Сахар, соль, мука, крахмал, водяные знаки на купюрах – в общем всё, что попадётся на глаза. Ведь единственная граница научного исследования — это воображение исследователя.