Чудеса микроскопа

27

Районная научно-практическая конференция

«Шаг в будущее»

Чудеса микроскопа

Автор: Погуляев Ярослав, учащийся 4 класса МОУ Ухтуйская СОШ село Ухтуй, Зиминский район

Руководитель: Дыкус Елена Юрьевна, учитель начальных классов первой квалификационной категории МОУ Ухтуйская СОШ село Ухтуй, Зиминский район

Зиминский район, Иркутская область

2022 год

Оглавление:

Введение………………………………………………………………………………………………..2

Глава 1. Теоретическая часть……………………………………………………………………….....4

1.1. История создания микроскопа.………………………………………………………….....4

1.2. Устройство микроскопа…………………………………………………………………....5

1.3 Виды микроскопов и подготовка к работе..………………………………………………...5

Глава 2. Практическая часть.……………………………………………………………………….....6

2.1. Исследование объектов цифровым микроскопом………………………………………...6

Заключение..…………………………………………………………………………………………..10

Использованные источники………………………………………………………………………...11

Приложение………………………….……………………………………………………………….12

Введение

Давно интересуюсь микромиром и всем что с ним связано. А цифровой микроскоп – это мост между реальным обычным миром и микромиром, который загадочен, необычен и поэтому вызывает удивление. А всё удивительное сильно привлекает внимание и интерес к окружающему миру.

Микроскоп даёт возможность найти ответы на многие наши «почему». Из чего состоят животные и растения, чем жжется крапива, почему одни листочки гладкие, а другие – пушистые, как стрекочет кузнечик, отчего помидор красный, а огурец – зеленый. Куда интереснее не просто послушать рассказ о каких-то там клетках, а посмотреть на эти клетки собственными глазами. Трудно даже представить, насколько захватывающие картинки можно увидеть в микроскопе, какие удивительные открытия можно сделать. Сегодня - детский микроскоп, завтра - сверхточная цифровая оптика. 

Исследование на примере микроскопа показывает возможности использования приборов для изучения объектов и явлений окружающего мира, расширит кругозор, вовлекает в экспериментальную и проектную деятельность с использованием нового современного оборудования.

Гипотеза: микроскоп позволяет изучить строение живых и неживых объектов, размеры которых невидимы невооруженным глазом.

Цель: исследовать возможности цифрового микроскопа для объектов живой и неживой природы и использовать информацию на уроках окружающего мира и в жизни.

Задачи:

• узнать историю создания микроскопа;

• узнать, из чего состоит микроскоп, и какими могут они быть;

• провести исследования;

• создать презентацию по результатам исследования.

Объект: цифровой микроскоп.

Предмет: исследование живых и неживых объектов с помощью цифрового микроскопа.

Методы:

• изучение литературы и поиск информации в сети Интернет по данной теме;

• наблюдение;

• изучение практического опыта;

• проведение исследований;

• формулирование выводов.

Ожидаемые результаты:

• Повышение уровня экологического образования.

• Появление желания экспериментировать и создавать проекты с       

использованием нового современного оборудования.

• Получить практические знания по использованию микроскопа умения анализировать, вести сбор и обработку информации, делать выводы.

Глава 1. Теоретическая часть

1. История создания микроскопа

Микроскоп (от греч. — малый и смотрю) — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов, невидимых невооружённым глазом. (Из энциклопедии)

Увлекательное это занятие — рассматривать что-либо в микроскоп. Но кто придумал, это чудо — микроскоп?

Первые устройства для наблюдения мелких предметов археологи находили в разных эпохах и точного времени изобретения не установлено. Они представляли собой обычную лупу – двояковыпуклую линзу, которая давала увеличенное в несколько раз изображение. Такую Линзу Нимруда, возраст которой оценивается примерно в 3000 лет, была обнаружена во время раскопок древней ассирийской столицы Нимруда. Некоторые эксперты считают, что линза была частью древнего телескопа вавилонян. Конечно, первые такие лупы изготавливали не из стекла, а из прозрачного камня, поэтому и качество было не очень хорошее. (Приложение I)

А как появился первый микроскоп?
В голландском городе Миддельбурге жил триста пятьдесят лет назад очковый мастер. Терпеливо шлифовал он стекла, делал очки и продавал их всем, кто в этом нуждался. Было у него двое детей — два мальчика. Они очень любили забираться в мастерскую отца и играть его инструментами и стеклами, хотя это и было им запрещено. И вот однажды, когда отец куда-то отлучился, ребята пробрались по обыкновению к его верстаку, — нет ли чего-нибудь новенького, чем можно позабавиться? На столе лежали стекла, приготовленные для очков, а в углу валялась короткая медная трубка: из нее мастер собирался вырезать кольца — оправу для очков. Ребята втиснули в концы трубки по очковому стеклу. Старший мальчик приставил к глазу трубку и посмотрел на страницу развернутой книги, которая лежала здесь же на столе. К его удивлению, буквы стали огромными. В трубку посмотрел младший и закричал, пораженный: он увидел запятую, но какую запятую — она была похожа на толстого червяка! Ребята навели трубку на стеклянную пыль, оставшуюся после шлифовки стекол. И увидели не пыль, а кучку стеклянных зернышек. Трубка оказалась прямо волшебной: она сильно увеличивала все предметы. О своем открытии ребята рассказали отцу. Тот даже не стал бранить их: так был он удивлен необычайным свойством трубки. Он попробовал сделать другую трубку с такими же стеклами, длинную и раздвижную. Новая трубка увеличивала еще лучше. Это и был первый микроскоп. Его случайно изобрел в 1590 году очковый мастер Захария Янсен, — вернее сказать, — его дети. Вот так выглядел первый микроскоп Янсена. (Приложение II)

А в 17 веке Антони Ван Левенгук – голландский натуралист изобрел микроскоп с увеличением в 200 раз, открыл мир микроорганизмов.

В Россию микроскоп привёз Петр I.

1. Устройство микроскопа

Оптическая система микроскопа состоит из основных элементов — объектива и окуляра. Они закреплены в подвижном тубусе, расположенном на металлическом основании, на котором имеется предметный столик. В современных микроскопах в зависимости от назначения, могут быть использованы дополнительные устройства и системы. Микроскоп способен увеличить рассматриваемый препарат в 3, 4, 10, 40, 500 раз и более. (Приложение III)

1. Виды микроскопов и подготовка к работе

Микроскопы в разные годы выглядели по-разному, но с каждым годом становились всё сложнее.

В современном мире все микроскопы можно разделить на: учебные (школьные и детские), цифровые, лабораторные и рентгеновские. (Приложение IV)

МОУ Ухтуйская СОШ располагает цифровым микроскопом и каждый желающий ученик может работать с ним. Основная задача цифрового микроскопа - показать объект в увеличенном виде и можно сделать фотографию или снять видеоролик.

Прежде чем проводить исследования, необходимо изучить правила работы с цифровым микроскопом.

1. Закрепить микроскоп на подставке.

2. Подключить микроскоп к компьютеру и запустить программу его

работы.

3. Включить подсветку объектива.

4. Выбрать объект для исследования и навести фокус.

1. По окончании работы нужно отключить источник освещения, извлечь предметное стекло.

Глава 2.

2.1. Исследование объектов цифровым микроскопом (ПриложениеV)

Сначала необходимо подготовить микроскоп к работе и начать исследования.

Каждое исследование требует основательной подготовки и аккуратного подхода.

Все исследования сделаны цифровым микроскопом, дающее изображение от 4 до 10 раз.

Исследование 1. Приготовление препарата. Рассматривание плесени.

Начиналось исследование с плесени, выращенной на кусочке белого хлеба, который лежал несколько дней в мешочке при комнатной температуре.

Пинцетом необходимо взять кусочек плесени поместил на предметное стекло, которое прикрепляетя на предметный столик, включив подсветку. Затем настраивается колесиком для лучшего изображения плесени на мониторе компьютера. Сделал фотографию изображения.

Вывод: Микроскоп увеличивает исследуемый объект в 4 раза. Клетки гриба (плесени) состоят из мицелия, наверху находятся органы размножения- споры. (фото)

Исследование 2. Приготовление препарата. Рассматривание пленочки лука.

Убрав наружные чешуи с луковицы, необходимо аккуратно отщипывать пинцетом пленочку лука. Затем необходимо аккуратно уложить на стекло и расправить иглой. Препарат (луковую пленочку) изучался при увеличении в 4 раза. При внимательном рассмотрении были видны прилегающие вплотную клетки вытянутой формы.

Вывод: Лук состоит из клеток, которые видны в цифровом микроскопе. (фото)

Исследование 3. Приготовление препарата. Рассматривание белого мела.

На предметное стекло помещается белый мел с помощью пинцета, предварительно измельчив его.

Препарат рассматривается при увеличении в 4 раза. Видные мельчайшие частички мела.

Вывод: мел состоит из мельчайших частичек белого цвета. (фото 3)

Исследование 4. Рассматривание джинсовой ткани.

На предметное стекло кладётся кусочек синей джинсовой ткани. Увеличивается изображение в 4 раза и видны переплетение нитей.

Вывод: при увеличении в 4 раза можно увидеть переплетение нитей в ткани. (фото)

Исследование 5. Рассматривание джинсовых волокон.

Необходимо отрезать волокна джинсовой ткани и положить на предметное стекло. Рассматривать под микроскопом при увеличении в 10 раз. Увидеть, как скручены волокна, что нельзя увидеть невооруженным взглядом.

Вывод: при увеличении в 10 раз можно увидеть, как скручены нити между собой. (фото)

Исследование 6. Рассматривание чешуйки шишки сосны.

Этот предмет непрозрачной структуры коричневого цвета, поэтому использовал дополнительную подсветку. Смог увидеть строение чешуйки, которая состоит из мельчайших частичек.

Вывод: в цифровой микроскоп можно рассмотреть и непрозрачные предметы. Например: чешуйки шишки сосны, они состоят из мельчайших частичек. (фото)

Исследование 7. Приготовление препарата. Рассматривание листа зеленого цвета (пырей) – вырос при посадке семян цветов для школьной клумбы.

Для рассмотрения необходимо взять тоненький срез кожицы растения и поместить его на предметное стекло, используя дополнительную подсветку. Рассматривать, увеличивая в 4 раза. Видны зеленые клетки, расположенные в определенном порядке. Почему зеленые? Можно узнать из энциклопедии. Зеленый лист имеет плоскую листовую пластинку, а в мякоти листа содержится огромное количество хлоропластов с зеленым хлорофиллом. Хлорофилл – это вещество, необходимое для образования крахмала в хлоропластах. (фото)

Вывод: живой растительный организм состоит из клеток: хлоропластов – зеленых клеток. (фото)

Исследование 8. Рассматривание плодородного слоя земли.

Кусочек плодородной земли необходимо положить на предметное стекло и использовать дополнительную подсветку. Рассмотрел изображение на экране компьютера. Увидел мельчайшие частички разного цвета, это перегной.

Вывод: в плодородном слое земли содержится перегной. (фото)

Исследование 9. Рассматривание насекомого (мухи).

Для исследования был найден трупик мухи, небольшого размера. Было рассмотрено в микроскоп тело, крыло, лапка, хоботок и глаза мухи.

1. На предметное стекло пинцетом положил тело мухи и рассмотрел. Увидел, что тело мухи (насекомого) покрыто маленькими волосками. Которые защищают муху и служат контейнером для переноски пыльцы. (фото)

2. На предметное стекло пинцетом положил крыло мухи и рассмотрел. Увидел, что крыло прозрачное, со множеством прожилок цилиндрической формы. Крылья помогают мухе удерживать равновесие в период полета. (фото)

3. На предметное стекло пинцетом положил лапку мухи и рассмотрел. Увидел, что на лапке маленькие коготки и присоски. Ими муха может прикрепляться и удерживаться на любой поверхности. Во время передвижения из подушечек в результате сжатия выделяется липкий секрет. Поэтому мухи двигаются кверху брюшком.

Лапки выполняют функцию органов обоняния, благодаря рецепторам- ворсинкам. (фото)

1. На предметное стекло пинцетом положил хоботок мухи и рассмотрел. Хоботок покрыт маленькими волосками. Это у мухи ротовой аппарат. (фото)

2. На предметное стекло пинцетом положил глаза мухи и рассмотрел. Увидел, что глаза мухи состоят из маленьких выпуклых шестигранников. Поэтому обзор у мухи круговой. (фото)

Вывод: в цифровой микроскоп, при увеличении в 4 раза можно рассмотреть строение насекомого (мухи). По данным исследования узнать о строении и жизни насекомых.

Заключение

Работая над темой, автор ставил перед собой несколько задач. Занимаясь исследованием, автор узнал историю создания первого микроскопа, из чего он состоит и как работать с современным цифровым микроскопом. Под объективом микроскопа были исследованы разные объекты: плесень, тонкая пленочка лука, мел, джинсовая ткань и волокна, чешуйка шишки сосны, зеленый лист, кусочек плодородного слоя и насекомое. В ходе исследований стало исзвестно, что живые организмы состоят из клеток, а непрозрачные предметы тоже можно рассмотреть в микроскоп и увидеть их строение. Интереснее всего было рассматривать насекомого, которое живет рядом с человеком и узнать интересную информацию о нем.

Гипотеза подтвердилась. Доказано, что микроскоп позволяет изучить строение живых и неживых объектов, размеры которых невидимы невооруженным глазом

. С появлением микроскопа в жизни, открывается невиданный и сложный мир. Это лишь начало исследований, которые открывают новые знания и желание изучать, исследовать и наблюдать.

В работе использовалась информация энциклопедий, сайты Интернета, опыт и знания научного руководителя работы. При исследовании сделаны снимки всех объектов, которые исследовали под микроскопом. Со своей работой выступил перед одноклассниками.

Теперь полученные знания о живых и неживых объектах можно использовать на уроках окружающего мира и в жизни.

Исследуя разные объекты под микроскопом, человек познает природу самой жизни. Действительно, увлекательное это занятие — рассматривать что-либо в микроскоп! Микроскоп творит чудеса!

Используемые источники

1. История открытий. Энциклопедия. М.:«РОСМЭН», 2006

2. Открытия и изобретения. Детская энциклопедия. М.: «Махаон», 2008

3. Интернет ресурсы:

http://microworld.ucoz.net

http://www.promtrader.ru

http://www.4glaza.ru

http://ru.wikipedia.org

http://www.activestudy.info/pervye-mikroskopy-v-rossii/

Приложение I

Линза Нимруда из столицы Ассирии

Рис.1

Линза Нимруда, возраст которой оценивается примерно в 3000 лет, была обнаружена во время раскопок древней ассирийской столицы Нимруда. Некоторые эксперты считают, что линза была частью древнего телескопа вавилонян. А это значит, что они обладали передовыми познаниями в астрономии. Знаменитый антикитерский механизм (200 г. до н.э.) был создан, чтобы рассчитывать движение солнца, луны и планет. К сожалению, люди могут только догадываться о том, зачем и как были созданы многие древние устройства, и почему древние знания о них исчезли.

Приложение II

Изобретение микроскопа:

З ахарий Янсен

Рис.1, 2

Голландский мастер очков Ханс Янсен и его сыновья изобрели первый микроскоп в 1590 году. Его увеличение состояло от 3 до 10 раз.

Микроскопы Антони Ван Левенгука

Рис.3,4,5

Голландский натуралист в 17 веке изобрел микроскоп с увеличением в 200 раз, открыл мир микроорганизмов.

Петр I

П ервые микроскопы были привезены только Петром I. В мае 1698 г. он посетил в Дельфте (Голландия) Левенгука, который демонстрировал ему, в частности, кровообращение в кровеносных капиллярах угря. Петр I настолько заинтересовался микроскопическими исследованиями, что распорядился купить микроскоп.

Высоко оценивал микроскопические исследования М. В. Ломоносов. Сам он микроскопом никогда не пользовался, но в «Письме о пользе стекла» (1752) он писал:

Рис.6

Хоть острым взором нас природа одарила,
Но близок оного конец имеет сила.
Коль многих тварей он еще не досягает.
Которых малый рост пред нами сокрывает!
Но в нынешних веках нам микроскоп открыл.
Что Бог в невидимых животных сотворил!
Коль много микроскоп нам тайностей открыл.
Невидимых частиц и тонких в теле жил!

Приложение III

Устройство микроскопа: Цифровой микроскоп состоит:

Объектив - одна из важнейших частей микроскопа, поскольку он определяет полезное увеличение объекта.  Увеличение объектива обозначено на нем цифрами. В учебных целях используют обычно объективы х8 и х40.

Окуляр  состоит из 2-3 линз, вмонтированных в металлический цилиндр. Окуляр дает прямое увеличенное изображение наблюдаемого объекта.

Осветительное устройство состоит из зеркала или электроосветителя, конденсора с ирисовой диафрагмой и светофильтром, расположенных под предметным столиком. Они предназначены для освещения объекта пучком света.

Зеркало служит для направления света через конденсор и отверстие предметного столика на объект. Оно имеет две поверхности: плоскую и вогнутую.

Электроосветитель устанавливается под конденсором в гнездо подставки.

Конденсор состоит из 2-3 линз, вставленных в металлический цилиндр. При подъеме или опускании его с помощью специального винта соответственно конденсируется или рассеивается свет, падающий от зеркала на объект.

Ирисовая диафрагма расположена между зеркалом и конденсором. Она служит для изменения диаметра светового потока, направляемого зеркалом через конденсор на объект, в соответствии с диаметром фронтальной линзы объектива и состоит из тонких металлических пластинок. С помощью рычажка их можно то соединить, полностью закрывая нижнюю линзу конденсора, то развести, увеличивая поток света.

Кольцо с матовым стеклом или светофильтром уменьшает освещенность объекта. Оно расположено под диафрагмой и передвигается в горизонтальной плоскости.

Механическая система микроскопа состоит из подставки, коробки с микрометренным механизмом и микрометренным винтом, тубуса, тубусодержателя, винта грубой наводки, кронштейна конденсора, винта перемещения конденсора, револьвера, предметного столика.

Подставка - это основание микроскопа.

Коробка с микрометренным механизмом, построенном на принципе взаимодействующих шестерен, прикреплена к подставке неподвижно. Микрометренный винт служит для незначительного перемещения тубусодержателяТубус или трубка - цилиндр, в который сверху вставляют окуляры. Револьвер предназначен для быстрой смены объективов, которые ввинчиваются в его гнезда. Центрированное положение объектива обеспечивает защелка, расположенная внутри револьвера.

Тубусодержатель несет тубус и револьвер.

Винт грубой наводки используют для значительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива с целью фокусировки объекта при малом увеличении.

Предметный столик предназначен для расположения на нем препарата. В середине столика имеется круглое отверстие, в которое входит фронтальная линза конденсора. На столике имеются две пружинистые клеммы - зажимы, закрепляющие препарат.

Кронштейн конденсора подвижно присоединен к коробке микрометренного механизма. Его можно поднять или опустить при помощи винта.

Рис.1

Световой микроскоп

Цифровой микроскоп

Приложение IV

Виды микроскопов

Рис.1

Приложение V

Моё исследование объектов цифровым микроскопом