Устройство светового микроскопа
Световой микроскоп — прибор для наблюдения объектов, размеры которых слишком малы для невооружённого глаза. Чтобы правильно читать схему микроскопа и выполнять задания, нужно различать его оптические и механические части, а также понимать назначение объектива, окуляра и предметного столика.
Из чего состоит микроскоп
Устройство микроскопа принято рассматривать по группам: оптическая система, осветительная система и механические части. Оптическая система формирует увеличенное изображение, осветительная направляет свет на объект, а механические детали соединяют части прибора и позволяют настраивать наблюдение.
| Группа частей | Основные детали | Назначение |
|---|---|---|
| Оптическая система | Окуляр, объектив | Увеличение и формирование изображения объекта |
| Осветительная система | Зеркало или встроенный источник света, диафрагма | Освещение микроскопического препарата |
| Механическая система | Штатив, тубус, револьвер, предметный столик, винты | Удерживание деталей и настройка резкости |
| Дополнительные части | Зажимы, основание | Закрепление препарата и устойчивость прибора |
Микроскоп обычно имеет тяжёлое основание и вертикальный штатив. К штативу прикреплён тубус — трубка, внутри которой расположены окуляр и часть оптической системы. В нижней части тубуса находится револьвер с объективами. Поворачивая револьвер, выбирают нужный объектив.
Оптическая система микроскопа — совокупность линз, которые изменяют направление световых лучей и создают увеличенное изображение рассматриваемого объекта. Главные её части — объектив и окуляр.
Объектив и окуляр
Объектив — линза или система линз, обращённая к препарату. Он находится близко к объекту и первым создаёт увеличенное изображение. Объективы имеют разные увеличения, например \(4\times\), \(10\times\), \(40\times\). Чем больше увеличение объектива, тем более мелкие детали можно рассмотреть, но тем меньше поле зрения и обычно меньше яркость изображения.
Окуляр — часть микроскопа, обращённая к глазу наблюдателя. Он дополнительно увеличивает изображение, сформированное объективом. На окуляре также указывается увеличение, например \(10\times\) немесе \(15\times\).
Здесь \(\Gamma\) — общее увеличение микроскопа, \(\Gamma_{\text{об}}\) — увеличение объектива, а \(\Gamma_{\text{ок}}\) — увеличение окуляра. Общее увеличение находят умножением, а не сложением. Если объектив увеличивает в \(40\) раз, а окуляр — в \(10\) раз, микроскоп даёт увеличение \(400\) раз.
Общее увеличение светового микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляра. Объектив создаёт основное изображение объекта, а окуляр рассматривает это изображение как лупа.
На микроскопе установлен объектив \(20\times\) и окуляр \(10\times\). Каково общее увеличение?
Предметный столик и осветительная система
Предметный столик — горизонтальная площадка с отверстием в центре. На него помещают микроскопический препарат, чтобы свет проходил через объект снизу вверх к объективу. Препарат удерживают зажимами. Столик может перемещаться вверх, вниз или в стороны в зависимости от конструкции микроскопа.
Под предметным столиком расположены зеркало или встроенный источник света и диафрагма. Зеркало направляет свет на препарат, а диафрагма регулирует количество проходящего света. Если света слишком много, изображение может быть пересвеченным; если слишком мало — детали плохо различимы.
На столик помещают микроскопический препарат. Для наблюдения прозрачных объектов свет проходит через препарат и попадает в объектив. При работе с готовым препаратом сначала выбирают малое увеличение: так проще найти нужный участок и не задеть препарат объективом.
- Столик удерживает препарат в неподвижном положении.
- Отверстие столика пропускает свет к объекту.
- Зажимы не дают предметному стеклу смещаться.
- Диафрагма регулирует освещённость поля зрения.
- Зеркало или лампа направляет свет снизу на препарат.
Настройка резкости и назначение механических частей
Для грубой настройки используют макровинт. Он заметно перемещает тубус или предметный столик и помогает быстро получить изображение. Для точной настройки используют микровинт: его вращают медленно, пока изображение не станет наиболее резким.
Револьвер удерживает несколько объективов и позволяет быстро менять увеличение. Тубус сохраняет правильное положение окуляра и объектива относительно друг друга. Штатив служит для соединения частей микроскопа и для его переноса. Основание обеспечивает устойчивость прибора.
К препарату обращён объектив, а к глазу — окуляр. Препарат лежит на предметном столике. Объектив и окуляр увеличивают изображение, столик удерживает препарат, а зеркало или лампа освещает его.
Разобранный пример: определение увеличения
На окуляре указано увеличение \(10\times\), на выбранном объективе — \(40\times\). Определите общее увеличение микроскопа.
Жауабы: микроскоп увеличивает изображение в \(400\) раз. Это не означает, что объект становится в \(400\) раз больше во всех отношениях на экране или на рисунке: речь идёт о сравнении углового размера изображения с размером объекта при наблюдении невооружённым глазом.
1. Не путайте объектив и окуляр: объектив находится ближе к препарату, окуляр — ближе к глазу. 2. Не складывайте увеличения. 3. Не называйте предметный столик частью оптической системы: он удерживает препарат, но сам не увеличивает изображение. 4. Не начинайте наблюдение с самого большого объектива — сначала находят объект на малом увеличении. 5. Не перемещайте микроскоп за окуляр или тубус: прибор переносят двумя руками, поддерживая штатив и основание.
Как читать схему микроскопа
На экзаменационной схеме сначала найдите объектив: это короткая линза в нижней части тубуса, направленная на препарат. Выше него расположен револьвер, а ещё выше — тубус и окуляр. Горизонтальная площадка под объективом — предметный столик. Под столиком ищите зеркало или источник света. Крупный винт на штативе обычно является макровинтом, маленький — микровинтом.
- Определите, где находится препарат.
- Найдите часть, расположенную непосредственно над препаратом: это объектив.
- Проследите по тубусу вверх до детали, в которую смотрит наблюдатель: это окуляр.
- Проверьте, какая часть удерживает препарат: это предметный столик и его зажимы.
- Если нужно вычислить увеличение, перемножьте значения на объективе и окуляре.
После изучения устройства полезно перейти к странице правило работы с микроскопом: там описана последовательность действий при наблюдении. Измерительные тапсырмалар связаны со масштабной линейкой, ценой деления прибора и диапазоном измерений.
Быстрая проверка
Главное
- Микроскоп состоит из оптических, осветительных и механических частей.
- Объектив находится ближе к препарату и создаёт увеличенное изображение; окуляр находится у глаза и дополнительно увеличивает его.
- Общее увеличение равно произведению увеличений объектива и окуляра.
- Предметный столик удерживает препарат, а отверстие в нём пропускает свет.
- Для наблюдения обычно сначала используют малое увеличение, затем при необходимости переходят к большему.