В поисках микромира ( исследование тканей и волокон)

В поисках микромира

(исследование волокон и тканей под микроскопом)

номинация биология

учитель химии и биологии

Краснова О.В.

МОУ СШ № 125

Волгоград 2018

Содержание

Введение…………………………………………………………….3

1. Что такое микромир………………………………………………..4

2. Немного истории об открытии микроскопа……………………...5

3. Строение и работа с микроскопом………………………………..6

4. История происхождения волокон и тканей………………………7

4.1 Ткани растительного происхождения………………………...9

4.2 Ткани животного происхождения…………………………….9

5. Исследование волокон и тканей под микроскопом……………..10

Заключение…………………………………………………………11

Литература …………………………………………………………12

Приложение ………………………………………………………..13

Введение

Уже в глубокой древности, за две с половиной тысячи лет до нашего времени, люди уже думали, что все тела состоят из мельчайших частиц, недоступных невооруженному глазу.

Окружающий меня мир многообразен, но не все объекты живой и неживой природы мы можем рассмотреть своими глазами. Дать описание таких «невидимок» можно , рассмотрев их с помощью с помощью увеличительных приборов.

Самый простой увеличительный прибор, это лупа, но она увеличивает только в 2-25 раз, и этого бывает недостаточно.

Более сильное увеличение дает микроскоп , они тоже бывают разные : световые, которые увеличивают объекты исследования в 50-100 раз, и электронные микроскопы –увеличивают в сотни тысяч раз.

Мне подарили два световых микроскопа и я решил с их помощью рассмотреть различные объекты живой и неживой природы. (фото1 Приложение1) Мне стало интересно работать с микроскопом.

Оказывается, без живой природы мы не можем прожить, очень много, что нас окружает, нам дает природа. Я изучил строение микроскопа и правила работы с ним.

Меня заинтересовало как же будут выглядеть различные волокна и ткани под микроскопом, мне стали интересны 4 вида волокон, которые нам дарит природа, с помощью светового микроскопа и описания из литературных источников, я смог больше узнать о происхождении волокон и скрытом микромире тканей.

Объект моего исследования:

Ткани животного и растительного происхождения :

• Ткани животного происхождения:

шерсть, натуральный шелк

• Ткани природного происхождения:

лен, хлопок

Методы исследования :

С помощью светового микроскопа исследовать различные виды волокон и тканей , узнать об их структуре.

1. Что такое микромир

Окружающий нас мир уникален. В нем очень много интересного , загадочного и неизведанного. Обычно то, что можно увидеть под световым микроскопом, сильно отличается от привычных нам фотографий и картинок, наблюдаемых невооруженным глазом и объективом фотоаппарата.

В отличие от мира крупных тел, микромир недоступен простому наблюдению, и для изучения его требуются особые методы. Микромир оказался чрезвычайно сложным. Любое тело, которое в механике рассматривалось как сплошное, при использовании методов исследований с микроскопом оказывается сложным.

Что же таит в себе каждый объект живой природы внутри, что там за гранью невидимого. При более большом увеличении можно увидеть , хоть и странные предметы, о существовании которых мы даже не подозревали, если бы не было микроскопа .

Но сначала было обыкновенное выпуклое стекло, затем лупа и только потом в жизнь людей вошел микроскоп.

При помощи микроскопа ученые исследуют микромир, этот прибор помогает понять , что даже привычные предметы выглядят сверхъестественно. Чем совершеннее микроскоп, тем более мелкие объекты можно обнаружить с его помощью.  1 

2. Немного истории об открытии микроскопа

Более совершенным инструментом для наблюдения микроскопических предметов является простой микроскоп. Когда появились эти приборы, в точности неизвестно.

Так, при археологических раскопках в Древнем Вавилоне находили двояковыпуклые линзы — самые простые оптические приборы. Линзы были изготовлены из отшлифованного горного хрусталя. Можно считать, что с их изобретением человек сделал первый шаг на пути в микромир.

Простейший способ увеличить изображение небольшого предмета - это наблюдать его с помощью лупы. Лупой называют собирающую линзу с малым фокусным расстоянием (как правило, не более 10 см), вставленную в рукоятку.

Из исторических источников первый самый простой микроскоп в 1590 году изготовил очковый мастер Захария Янсен из Миддельбурга.

Создатель телескопа Галилей в 1610 году обнаружил, что в сильно раздвинутом состоянии его зрительная труба позволяет сильно увеличить мелкие предметы. Его можно считать изобретателем микроскопа. (фото 3 приложение 2)

Чуть позже в 1610-1620 гг. Галилео Галилей представил свой составной микроскоп, который он первоначально назвал «оккиолино», что в переводе с итальянского обозначает « маленький глаз ». Годы спустя его друг Джованни Фабер предложил для нового этого изобретения термин «микроскоп». 2 

В 1663 году микроскоп был усовершенствован английским физиком Робертом Гуком. Этот тип микроскопа приобрел большую популярность, и большинство микроскопов конца XVII - первой половины VIII века строились по его схеме и дошли до нашего времени. (фото 4 приложение 2)

1. Строение и работа с микроскопом

У меня в наличии дома два микроскопа :

Световой микроскоп с увеличением 100Х,400Хи 900Х

Световой микроскоп с увеличением 10Х, 16Х именно с помощью его я рассматривал волокна, так как увеличение от 100Х не дает четкой картины волокон и изображение размыто.

Строение микроскопа (фото 5 приложение 3 ):

Корпус микроскопа образуют основание и штатив.

К штативу прикреплен предметный столик и присоединен тубус.

В верхней части тубуса расположен окуляр, через который рассматривают изучаемый объект, в нижней части тубуса микроскопа расположены объективы.

Рассматриваемый объект прикрепляется к предметному столику при помощи зажимов.

Освещённость регулируется при помощи диафрагмы.

Правила работы с микроскопом

При работе с микроскопом необходимо соблюдать операции в следующем порядке:

1. Работать с микроскопом следует сидя и нужно поставить микроскоп штативом к себе;

2. Установить освещение в поле зрения микроскопа, используя электроосветитель или зеркало. Глядя одним глазом в окуляр и пользуясь зеркалом с вогнутой стороной, направить свет от окна в объектив, а затем максимально и равномерно осветить поле зрения.

3. Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом.

4. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм;

5. Смотреть одним глазом в окуляр и вращать винт грубой наводки на себя, плавно поднимая объектив до положения, при котором хорошо будет видно изображение объекта. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив.

На данном фото я рассматриваю волокна (фото 6 приложение 4)

4. История происхождения волокон и тканей

Еще с древних времен для защиты от холода и украшения своего тела, дома человек использовал различные природные материалы, в том числе, ткани и шкуры. Во время раскопок люди находят доказательство , что были различные ткани. В древние времена человек умел выращивать, добывать волокна и перерабатывать их в текстильные материалы и изделия.

Самыми древними «тканями», которые использовал человек, являлись шкуры животных. Особенности древнего климата требовали того, чтобы одежда служила защите от холода.

Далее я буду рассматривать четыре важнейших, окультуренных человеком природных волокна: лен, хлопок ,шерсть и шелк.

Лен является первым волокном, освоенным человеком. По данным истории возникновения льняных тканей, льняные ткани ткали еще в VIII-III тысячелетиях до нашей эры. При раскопках были обнаружены фрагменты льняных тканей и волокон. Они долгие годы пролежали под толстым слоем ила, что позволило им сохранится. Также были обнаружены примитивные инструменты для производства льняных волокон и тканей.

Льняные ткани ткали и в Древнем Египте. Египетский лен славился на весь древний мир. Было обнаружено, что египетский виссон использовался при мумификациях в царских захоронениях.

Первое упоминание о хлопке (история возникновения хлопковых тканей) датируется к III тысячелетию до нашей эры, в соответствии с исследованиями, именно в это время стали производить хлопок в Индии. По древним законам именно из хлопка должны были изготавливаться жертвенные веревки, и тех, кто совершал кражу этих веревок, наказывали штрафом. Именно из Индии, во время своего похода, Александр Македонский привез красочные хлопчатобумажные ткани с набивным рисунком. После этого похода хлопковые ткани распространились по всем странам Средиземноморья.

Также важным древним волокном, является шерсть. Самой ранней датой, которая связана с начальной датой производства шерсти (история возникновения шерстяных тканей), которая подтверждена раскопками, является IV тысячелетие до нашей эры. В древнем мире разводили овец и выделывали шерстяные ткани. Шерстяные ткани прялись в каждом домашнем хозяйстве Древнего Вавилона.  3 

Древние греки называли хлопок «шерстью дерева», они познакомились с этим волокном после похода Александра Македонского.

Шерсть и лен являются также исконными русскими тканями. Они использовались в одежде человека и интерьера в Древней Руси. Простой люд носил грубую суконную одежду. Из тонких полотен шили женскую одежду и свадебные рубахи для мужчин.

В древней Греции шерсть стала известна раньше льна, лен появился только в IV веке до нашей эры. В Древней Греции производились тонкие и мягкие эластичные шерстяные ткани.

Родиной шелка является Китай. Существует древняя легенда (история возникновения шелковых тканей), по которой китайская императрица Хен Линг-Чи случайно уронила в горячую воду кокон тутового шелкопряда. Он стал разворачиваться тончайшими нитями. С тех пор и началось шелководство. Произошло это во III – II тысячелетии до нашей эры.

Секрет производства китайских шелков долгое время не могли открыть другие государства.

В Индию шелк попал благодаря индийскому радже династии Гуптов. По легенде, он подослал одного из своих советников высватать китайскую принцессу. Принцессе было сообщено, что в Индии нет шелков, и, поэтому, она должна сама позаботиться о себе, чтобы в будущем носить шелковые одеяния. Принцесса спрятала коконы шелкопряда и семена тутового дерева в своем священном головном уборе, который не имели права досмотреть на границе. С тех пор в Индии наладили производство шелка. Причем индийские шелка отличались от китайских более высокой плотностью. Они были более упругими на ощупь и шуршали при движении. Это связано с тем, что сырье для производства промывалось в воде, отличной по химическому составу от китайской.

Позже шелк попал в Византию, после того, как два монаха вывезли из Китая коконы тутового шелкопряда, спрятав их в своих посохах. В то время Константинополь быстро стал европейским центром шелкоткачества.

Данные природные волокна были еще в древнем мире, и применяются сейчас, изменились только способы обработки – от ручных к машинным, хотя общая схема «выращивание волокна – прядение нитей – ткачество тканей» использовалась как в древности, так и применяется сейчас.  4 

4.1 Волокна растительного происхождения

Природные волокна по происхождению делят на растительные и животные.

Волокна растительного происхождения можно подразделить :

• на волокна на поверхности семян (хлопок)

• на волокна стеблей растений ( лен, пенька)

• на волокна оболочек плодов ( копра орехов кокосовой пальмы)

Наиболее важное волокно растительного происхождения – хлопковое, оно обладает хорошими свойствами , долго носится, хорошо сохраняет тепло, хорошо впитывает влагу. Его используют для изготовления различных тканей (бязь, ситец, сатин), швейных ниток и в медицине для изготовления ваты.

Лен, более прочный чем хлопок , он нужен для того , чтобы сделать разные ткани и изготовить мешки, канаты и веревки. Также чтобы сделать бумагу, к примеру газетную и банкнотную.

4.2. Волокна животного происхождения

К волокнам животного происхождения относят натуральные шерсть и шелк.

Натуральная шерсть не очень прочная, но зато хорошо эластична. Применяют ее для изготовления тканей бытового и технического назначения , а также делают войлок, из которого изготовляют валенки. (фото приложение)

Натуральный шелк дает нам природа, его вырабатывают гусеницы и пауки, которые живут на тутовых деревьях. Натуральный шелк – это очень дорогое волокно.

Шелк очень прочен. , и это позволяет делать из него много видов ткани – бархат, атлас и другие.

1. Исследование волокон и тканей под микроскопом

Я рассмотрел волокна и ткани четырех видов (фото 7 приложение 4 ):

1. Лен

2. Хлопок

3. Шерсть

4. Шелк

Сначала я изучил ткани на ощупь, и рассмотрел структуру ткани невооруженным глазом.

Затем , я выяснил какое происхождение имеют эти волокна:

- хлопок получают из цветкового растения- лен также является природным волокном , которое получают из стеблей льна, путем размачивания и специальной обработки

Каждый из образцов я исследовал с помощью светового микроскопа при 10 –ти кратном увеличении

Сначала я рассматривал волокно, а затем ткань которую делают из этого волокна.

Под микроскопом я увидел как выглядит тайный микромир тканей.

Волокна льна жесткие на ощупь , а под микроскопом они выглядят как (фото 8,9 приложение 5)

Волокна хлопка состоят из отдельных волоконцев (фото10,11 приложение 6)

Волокна шерсти , выглядят как полости заполненные воздухом, именно под воздействием температуры тела воздух в этих полостях нагревается и помогает сохранять тепло. (фото 12, 13 приложение 7)

Волокна шелка, это самые нежные и тонкие нити похожие на бесцветные капилляры, это физиологическое волокно, похоже по химическому составу на человеческий волос. Шелк отлично приспосабливается к температуре нашего тела и дает необходимое дополнительное тепло. Поэтому иногда шелк даже называют «второй кожей». (фото14, 15 приложение 8 )

Отверстия в тканях могут не только согревать, но и помогают сохранять тело сухим. Именно крошечные отверстия позволяют влажному воздуху, и водяным парам человеческого тела выходить наружу.

Заключение

Мое исследовательская работа помогла мне научиться правильно работать с микроскопом и препаратами волокон и тканей..

В ходе своего исследования я увидел, что волокна льна, хлопка , шерсти и шелка различны под световым микроскопом.

Я выяснил, что невооруженным глазом нельзя увидеть как выглядят эти волокна, оказывается в тканях есть микропоры, которые необходимы для вентиляции нашего организма, чтобы пропускать тепло.

Для того чтобы лучше рассмотреть волокна, оказывается надо, чтобы они были окрашены.

Растительные волокна распадаются на две резко различающиеся между собою группы: волоскообразные, как хлопок и ему подобные, и лубяные, как лен это видно под микроскопом.

Хлопчатобумажные волоконца — не что иное, как простые удлиненные клеточки.

Также я узнал много интересной информации из литературных источников о тканях и их значении.

Литература

1. Энциклопедия «Микромир» изд-во М.: РОСМЭН -2016

2. О. Мазур « Удивительный микроскоп » изд-во М.: ЭКСМО -2015

3. Большая энциклопедия « Загадки истории » изд-во М.: ЭКСМО - 2016

4. Энциклопедия «Путешествия и открытия» изд-во М.: ЭКСМО -2014

Приложение 1

Фото 1 Световые микроскопы

Фото 2 Моя коллекция волокон и тканей для исследования

Приложение 2

Фото 3 Галилео Галилей и его микроскоп

Фото 4 Роберт Гук и его микроскоп

Приложение 3

Фото 5 Строение микроскопа

Приложение 4

Фото 6 Исследование волокон

Фото 7 Образцы волокон и тканей (1. лен, 2. хлопок, 3.шерсть, 4.шелк)

Приложение 5

Фото 8 Изображение волокон льна под микроскопом

Фото 9 Изображение льняной ткани под микроскопом

Приложение 6

Фото 10 Изображение волокон хлопка под микроскопом

Фото 11 Изображение хлопковой ткани под микроскопом

Приложение 7

Фото 12 Изображение волокон шерсти под микроскопом

Фото 13 Изображение шерстяной ткани под микроскопом

Приложение 8

Фото 14 Изображение волокон шелка под микроскопом

Фото 15 Изображение шелковой ткани под микроскопом

18