Prva povećala. Optički uređaji. Povijest stvaranja

Ljudsko oko je dizajnirano na način da ne može jasno vidjeti predmet i njegove detalje ako su njegove dimenzije manje od 0,1 mm. Ali u prirodi postoje različiti mikroorganizmi, stanice biljnih i životinjskih tkiva i mnogi drugi objekti, čije su dimenzije mnogo manje. Da bi vidio, promatrao i proučavao takve objekte, osoba koristi poseban optički uređaj tzv mikroskop, što omogućuje više stotina puta povećanje slike objekata koji nisu vidljivi ljudskom oku. Sam naziv uređaja, koji se sastoji od dvije grčke riječi: mali i izgled, govori o njegovoj namjeni. Dakle, optički mikroskop može povećati sliku predmeta 2000 puta. Ako je predmet koji se proučava, poput virusa, premalen, potrebno ga je povećati optički mikroskop nedovoljno moderna znanost koristi elektronski mikroskop, koji vam omogućuje povećanje promatranog objekta za 20 000-40 000 puta.

Izum mikroskopa povezan je prvenstveno s razvojem optike. Moć povećanja zakrivljenih površina bila je poznata još 300. pr. e. Euklid i Ptolomej (127-151), međutim, ta optička svojstva tada nisu našla primjenu. Tek 1285. Talijan Salvinio deli Arleati izumio je prve naočale. Postoje dokazi da je prvi mikroskopski uređaj izradio Z. Jansen u Nizozemskoj oko 1590. godine. Uzevši dvije konveksne leće, montirao ih je u jednu cijev, a fokusiranje na predmet proučavanja postignuto je zahvaljujući cijevi koja se uvlači. Uređaj je deseterostruko povećao subjekt, što je bilo pravo postignuće na području mikroskopije. Jansen je napravio nekoliko takvih mikroskopa, značajno poboljšavajući svaki sljedeći uređaj.

Godine 1646. objavljen je rad A. Kirchera, u kojem je opisao izum stoljeća - najjednostavniji mikroskop, nazvan "staklo od buha". Povećalo je umetnuto u bakrenu podlogu na koju je pričvršćen stol s predmetima. Proučavani predmet postavljen je na stol ispod kojeg se nalazilo konkavno ili ravno zrcalo koje je reflektiralo sunčeve zrake na predmet i osvjetljavalo ga odozdo. Povećalo se pomicalo pomoću vijka sve dok slika predmeta nije postala jasna.

Složeni mikroskopi napravljeni od dvije leće pojavili su se početkom 17. stoljeća. Mnoge činjenice govore da je izumitelj složenog mikroskopa Nizozemac K. Drebel koji u službi engleskog kralja Jamesa I. Drebelov mikroskop imao je dva stakla, jedno (objektiv) bilo je okrenuto prema predmetu koji se proučava, drugo (okular) bilo je okrenuto prema oku promatrača. Godine 1633. engleski fizičar R. Hooke poboljšao je mikroskop Drebel, dopunivši ga trećom lećom, nazvanom kolektiv. Takav je mikroskop stekao veliku popularnost, većina mikroskopa s kraja 17. i početka 18. stoljeća izrađena je prema njegovoj shemi. Proučavajući tanke dijelove životinjskog i biljnog tkiva pod mikroskopom, Hooke je otkrio staničnu strukturu organizama.

A 1673.-1677., nizozemski prirodoslovac A. Leeuwenhoek, koristeći mikroskop, otkrio je prethodno nepoznato ogroman svijet mikroorganizama. Tijekom godina, Leeuwenhoek je napravio oko 400 jednostavnih mikroskopa, koji su bili male bikonveksne leće, neke od njih manje od 1 mm u promjeru, dobivene iz staklene kugle. Sama kugla je polirana na jednostavnom stroju za brušenje. Jedan od tih mikroskopa, koji daje povećanje od 300 puta, pohranjen je u Utrechtu u sveučilišnom muzeju. Istražujući sve što mu je zapelo za oko, Leeuwenhoek je nizao velika otkrića jedno za drugim. Inače, tvorac teleskopa Galileo, usavršavajući teleskop koji je izradio, otkrio je 1610. godine da, kada se izvuče, značajno povećava male predmete. Mijenjajući razmak između okulara i leće, Galileo je tubus koristio kao svojevrsni mikroskop. Danas ne možete zamisliti znanstvena djelatnostčovjeka bez upotrebe mikroskopa. Najširu primjenu mikroskop je našao u biološkim, medicinskim, geološkim laboratorijima i laboratorijima znanosti o materijalima.

Već su stari Rimljani skrenuli pažnju na "sve veću snagu" posude napunjene vodom. Znali su da kroz nju na suncu možete izgorjeti, zapaliti vatru, iako voda u njoj ne ključa.

Prije otprilike 400 godina, vješti majstori u Italiji i Nizozemskoj naučili su izrađivati ​​naočale. Izumio ih je nepoznati majstor stakla. Talijanski majstori tijekom ove ere bili su poznati po umijeću brušenja stakla. Nakon naočala, izumljena su povećala za pregled malih predmeta. Bilo je vrlo zanimljivo i zadivljujuće: odjednom vidjeti u svim detaljima neko zrno prosa ili batak muhe!

I izum teleskopa ide u sferu bajki. Prema jednoj muhamedanskoj legendi, na Aleksandrijskom svjetioniku nalazilo se ogromno ogledalo pomoću kojeg se moglo vidjeti brodove koji su isplovljavali iz Grčke. Međutim, zbog zakrivljenosti Zemlje, brodovi su bili vidljivi s ovog svjetionika već dosta daleko od Grčke. Prema ovoj legendi može se pretpostaviti da je tu korištena kombinacija velikog konkavnog zrcala s lećom.

Ljubitelji optike, marljivo proučavajući slike dobivene uz pomoć zrcala i leća, naravno, nisu mogli a da ne naiđu na ideju da kombiniraju nekoliko zrcala i leća kako bi dobili slike. Iz takvih kombinacija postupno su se dobivale cijev i mikroskop. Autorstvo ovih izuma ne pripada jednoj određenoj osobi, ali možemo pratiti povijest njihovog pojavljivanja.

Prvi opis optičkog instrumenta pronađen je u spisima franjevačkog redovnika, Engleza, Rogera Bacona. Ali iz njih možemo samo zaključiti da je Bacon poznavao učinak povećanja konveksnih leća, otkrio da konkavna zrcala fokusiraju paralelne zrake u točku koja leži između središta i vrha zrcala, zastupao mogućnost kombinacije leće i zrcala, stavio iznio ideju o stvaranju teleskopa i prvi ga opisao 1268

Ostvarivši svoj san da vidiš neuhvatljivo oko, talijanski umjetnik, znanstvenik i izumitelj Leonardo da Vinci 1509. godine dao je opis i crtež spektiva s dvije leće, razvio strojeve za brušenje leća i prvi grafički konstruirao putanju zraka u lećama. Njegova optička poboljšanja u to vrijeme nisu realizirana i ostala su nepoznata.

Talijanski liječnik Fracastoro iz Verone u svom djelu koje se pojavilo 1538. godine tvrdi da se predmeti mogu vidjeti mnogo bliže iu uvećanom obliku ako se dvije leće postave jedna iznad druge. Ako "gore" shvatimo doslovno, to znači da je izrazio ideju o stvaranju mikroskopa.

piše još preciznije talijanski izumitelj Giambattista della Porta 1558. u svojoj “Prirodnoj magiji”: “Kroz konkavno staklo jasno se vide daleki predmeti, uz pomoć konveksnih, bliski. Ako se obje vrste ovih stakala pravilno kombiniraju, tada se i bliski i udaljeni predmeti čine većim i jasnijim. Optika koju Porta opisuje trebala je vrlo malo povećati. Inače bi također opisao neka od otkrića na nebu koja bi mogla biti napravljena uz pomoć njegove cijevi. Ali njegova knjiga, koja je stekla veliku popularnost, pridonijela je tome da se mnogi amateri zainteresiraju za ovo pitanje.

Kao rezultat toga, 1608. godine u Nizozemskoj je nekoliko istraživača - Lippershey, J. Mecius, Hans i Zakharia Jansen - gotovo istovremeno podnijelo zahtjeve za patent za izum spektila. Međutim ovaj izum je bio od vojnog značaja i bio je klasificiran. Glasina o izumu lule koja vam omogućuje da jasno vidite pojedinačne stavke, potaknuo je G. Galilea na razmišljanje o dizajnu takvog uređaja. On je, neovisno o nizozemskim znanstvenicima, 1609. izradio svoj teleskop i njime promatrao na kopnu i na moru, a što je najvažnije, usmjerivši ga prema nebu, postigao je izvanredne rezultate: otkrio je Jupiterove satelite, pjege na Suncu , pojedinačne zvijezde mliječna staza itd. Zbog toga je dugo vremena čast izuma teleskopa pripisivana G. Galileu. Danas se reflektor, koji se ponekad naziva i nizozemski ili galilejski, koristi uglavnom u dalekozorima s malim povećanjem.

Galileo je bio prvi znanstvenik koji je ozbiljno shvatio ideju stvaranja optičkih instrumenata. Nakon što je 1624. godine organizirao radionice za proizvodnju durbina, G. Galileo je izradio mikroskop. Cijevi njegovih uređaja bile su izrađene od papira, ne čudi da su takvi uređaji brzo propali, leće su ispale i srušile se. Međutim, ti su uređaji bili vrlo popularni, jer je G. Galileo u kratkom vremenu postao dobavljač optičkih uređaja za poznate europske dvorove.

I moderni spektilovi za astronomska i terestrička promatranja obično se grade prema shemi I. Keplera. Godine 1611. I. Kepler je predložio spektir, koji se sastojao od dvije konveksne leće. Jedan od njih daje stvarnu sliku predmeta. Ova slika je uvećana drugom lećom. Dobivena slika je suprotna. Stoga je takav teleskop nezgodan za gledanje zemaljskih objekata.

Drugi oblik lule predložio je 1645. kapucinski redovnik Shirl iz Češke. Ova je cijev imala prednost nad lulom I. Keplera jer. zahvaljujući dodatku dviju unutarnjih leća koje okreću sliku, postao je prikladan za promatranja sa zemlje. Shirl je prvi leću okrenutu prema predmetu nazvao lećom, a okrenutu prema oku - okularom.

Anthony Van Leeuwenhoek, nizozemski prirodoslovac, naučio je kako napraviti leće s povećanjem od 150-300 puta. Koristio ih je u mikroskopu. Godine 1673. Leeuwenhoek je prvi opazio i nacrtao mikroorganizme u kapi vode, kapilarne žile u repu punoglavca, crvena krvna zrnca i stotine drugih nevjerojatnih stvari za koje nitko nije slutio.

Moderni mikroskopi daju povećanje od jedne i pol do dvije tisuće puta, a elektronički - čak milijun puta! Naravno, ne možemo s vama napraviti pravi mikroskop. Ali možemo napraviti povećalo pomalo nalik onom koje su koristili stari ljudi.

Vrlo jednostavno povećalo može se napraviti od tankog debelog papira, u kojem je potrebno pažljivo probušiti rupu iglom i na nju staviti kap vode. Ovaj uređaj djeluje poput povećala. Donesite rupu do samog oka i pogledajte kroz nju barem na stranica knjige, ali samo s udaljenosti od oko 2 cm. Ništa tako blizu ne može se vidjeti golim okom. A kroz rupu, slova će se činiti vrlo velikima, kao da nisu u knjizi, već na plakatu.

Na taj način možete uzeti u obzir, primjerice, malu bubu, mušinu nogu i nikad ne znate što sve ne. Postoji samo jedan uvjet: promatrani objekt mora biti vrlo jako osvijetljen.

Provjerite i objasnite fenomen.

Prezentacija daje ideju o vrsti uređaji za povećanje, povijest njihovog otkrića, pravila rada. Ova prezentacija se može koristiti na nastavi biologije u 6. razredu, kao iu nastavi prirode u 5. razredu.

Preuzimanje datoteka:

Pregled:

Za korištenje pregleda prezentacija kreirajte Google račun (račun) i prijavite se: https://accounts.google.com

Naslovi slajdova:

Profesor biologije MBOU srednje škole br. 73 nazvan. A. F. Chernonoga Soshnikova Tatyana Anatolyevna Uređaji za povećanje

Svrha lekcije: proučiti materijal o povijesti otkrića i uređaju povećala; pravila mikroskopa.

Prvi mikroskopi bili su optički, a njihovog prvog izumitelja nije tako lako izdvojiti i imenovati. Najranije informacije o mikroskopu datiraju iz 1590. godine i grada Middelburga u Nizozemskoj, a povezuju se s imenima Joan Lippershey (koja je također razvila prvi jednostavni optički teleskop) i Zachariasa Jansena koji su se bavili proizvodnjom naočala.

Nešto kasnije, 1624. godine, Galileo Galilei predstavlja svoj složeni mikroskop, koji je izvorno nazvao "occhiolino" (occhiolino talijanski. - malo oko). Godinu dana kasnije, njegov prijatelj s Akademije Giovanni Faber skovao je izraz mikroskop za novi izum.

Povijesna pozadina Robert Hooke (16. stoljeće)

Povijesna pozadina Poboljšao mikroskop i otkrio jednostanični organizmi. Anthony van Leeuwenhoek (17. stoljeće)

Mikroskopi iz 18. stoljeća

Ručno i stalno povećalo Svjetlosni mikroskop Elektronski mikroskop uređaji za povećanje

Što je lupa i koliko povećanja daje?

ručno povećalo povećalo(leća) ručka Ručno povećalo povećava od 2x do 20x. okvir

tronožno povećalo stativ ogledalo predmet stolni okular Stativ povećalo povećava predmete od 10 do 25 puta.

Kako odrediti povećanje mikroskopa? Pogledajte broj na okularu.

Kako odrediti povećanje mikroskopa? Pogledajte broj na leći.

Da biste saznali koliko je slika uvećana pri korištenju mikroskopa, morate broj naveden na okularu pomnožiti s brojem naveden na predmetu koji se koristi.

Pri radu s mikroskopom preporuča se pridržavati se sljedećih pravila: Postavite mikroskop sa stativom prema sebi, na udaljenosti od 5-10 cm od ruba stola. Usmjerite svjetlo ogledalom u otvor pozornice. Pripremite preparat, stavite ga na predmetni stol i tu pričvrstite predmetno staklo s dvije stezaljke. Pomoću vijka lagano spustite tubus tako da donji rub leće bude udaljen 1-2 mm od preparata. Gledajući kroz okular, polako podižite tubus dok se ne pojavi jasna slika predmeta. Vratite mikroskop u njegovu kutiju nakon upotrebe.