Для чего используют бинокль в биологии
1вопрос. Выскажите предположение,в каких исследованиях биологи могут использовать следующие приборы:микроскоп,бинокль,прибор
Ответ или решение 1
1.Микроскоп – увеличительный прибор. Он используется биологами для научно-исследовательских работ. В основном, для изучения строения различных микроорганизмов, наблюдения их развития, размножения.
Бинокль используется для наблюдения за изменением состояния растительного мира природы в различных условиях, а также для изучения поведения насекомых, птиц, животных в естественных условиях, либо искусственных (в заповедниках).
Прибор ночного виденья позволяет видеть в темноте. Он используется для тех же целей, что и бинокль, но в ночное время суток.
2.Принцип действия микроскопа заключается в получении изображения микрообъекта, но в увеличенном виде, так что бы можно было рассмотреть детали. Это достигается за счет преобразования световых лучей и дальнейшего их преломления в окуляре. В результате чего глаз человека видит увеличенный объект наблюдения.
3. Именно биологи занимаются изучением живой природы. Но изучать не видимых человеческому глазу микроорганизмы невозможно без применения оптических приборов.На первом месте микроскоп. Биологи при помощи микроскопа находят методы борьбы с вредоносными бактериями, что позволяет создавать лекарства для лечения различных болезней людей и животных. Выращивание сельскохозяйственных культур, в том числе воспроизведение новых сортов растений, улучшения их вкусовых качеств, урожайности и устойчивости к изменениям погодных условий, все это основано на изучении биологами строения клеток.
Оборудование и приборы для изучения природы
Сейчас трудно представить, чтобы человек исследовал природу только с помощью собственных органов чувств. Во время проведения наблюдений, измерений и экспериментов используется разнообразное оборудование — приборы и устройства. Они помогают человеку не только в научных исследованиях, но и в повседневной жизни.
Изучая различные темы, ты сможешь ознакомиться со многими подобными устройствами. О некоторых из приборов ты уже знаешь с начальной школы.
Увеличительные приборы
Возможности органов чувств человека ограничены. Ведь если рассматривать листок растения невооруженным глазом, то можно заметить жилки листа, но не разглядеть на его поверхности волоски. На звездном небе видна Луна, на которой без увеличительных приборов можно увидеть только темные и светлые участки поверхности. Однако чтобы выяснить, что они собой представляют, требуется специальное оборудование.
Итак, чтобы расширить свои возможности вести наблюдение за природой, человек создал различные увеличительные приборы. К ним относятся бинокль, лупа, телескоп, микроскоп.
1 — бинокль, 2 — лупа, 3 — телескоп, 4 — микроскоп
С помощью микроскопа изучают тела наименьших размеров. Лупа увеличивает изображение тел природы в несколько раз, а мощный микроскоп — в сотни тысяч раз. Телескоп дает возможность рассматривать небесные тела, которые находятся на очень больших расстояниях от человека. Так, с помощью телескопа рассматривают Луну, звезды и их скопления.
Измерительные приборы
К измерительным приборам относятся весы, часы, секундомер, термометр, линейка и другие. С начальной школы ты уже знаешь, что такие приборы имеют шкалу с определенной ценой деления. Ее следует обязательно учитывать, выполняя измерения. Например, рассмотри линейку, которой ты пользуешься на уроках, и выясни цену деления на ней.
1 — термометр, 2 — линейка, 3 — секундомер
Для измерения массы тел используют весы. Рассмотри рисунок и ты увидишь, насколько они бывают разные.
Линейные размеры тел — длину, высоту, ширину — измеряют линейкой и угольником или метром или рулеткой.
Температуру воздуха, тела человека, воды измеряют термометрами. Цена деления на них обычно равна 1 °С (один градус Цельсия).
Измерить время помогают такие измерительные приборы, как часы и секундомер. Часами измеряют время в часах, минутах, секундах.
Лабораторное оборудование и работа с ним
Лабораторное оборудование используют для проведения опытов по физике, химии, биологии.
Внимательно рассмотри рисунок.
На нем изображено лабораторное химическое оборудование, а именно: мерный цилиндр, мерный стакан, колба, химический стакан, пробирка, воронка, стеклянная палочка, фарфоровая чашка, лабораторный штатив. Как видишь, преобладает среди этого стеклянное оборудование. Поэтому по правилам безопасности следует работать с ним осторожно, внимательно, не сильно нагревать, ставить на привычное для него место, например пробирку — в штатив для пробирок. Таким оборудованием удобно пользоваться при проведении химических, физических и биологических опытов.
Мерный цилиндр или мерный стакан имеют деления, поэтому ими отмеряют нужный объем жидкости. Химические стаканы, колбы, пробирки делений не имеют. Их используют для хранения жидкостей, приготовления растворов веществ в воде, выполнения опытов с веществами. Пипетками набирают небольшие объемы жидкости. Назначение воронки — наливать жидкость аккуратно без разбрызгивания. Стеклянной палочкой перемешивают вещества в сосуде. В фарфоровой чашке осуществляют выпаривания жидкости из растворов.
Помни! При работе с любыми приборами или устройствами нужно соблюдать правила пользования ими и правила безопасности. Поэтому внимательно слушай объяснения учителя, как правильно пользоваться оборудованием.
Итоги
Для изучения живой и неживой природы используют различные приборы и устройства, лабораторное оборудование.
К увеличительным приборам относятся лупа, бинокль, микроскоп, телескоп.
Массу измеряют с помощью весов, время — с помощью часов и секундомера, а температуру — термометром.
Для определения линейных размеров тел используют линейки, угольники, метры, рулетки.
Лабораторное оборудование используют для проведения опытов по физике, химии, биологии.
Биология. 5 класс
Конспект урока
Урок 4. Увеличительные приборы
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
Лупа, световой микроскоп, окуляр, объектив
Лупа – простейший увеличительный прибор, состоящий из увеличительного стекла, которое для удобства работы вставлено в оправу с ручкой.
Световой микроскоп – сложный оптический прибор для рассматривания предметов с увеличением в десятки, сотни и тысячи раз.
Обязательная и дополнительная литература по теме
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Живые организмы состоят из клеток. Некоторые клетки можно увидеть, а размеры других настолько малы, что их практически не возможно рассмотреть без использования увеличительных приборов. Метод наблюдения требует усилить человеческий глаз для того, чтобы детально рассмотреть внутреннее и внешнее строение живых организмов.
Для изучения строения клеток используют увеличительные приборы.
Лупа – простейший увеличительный прибор. Лупа состоит из увеличительного стекла, которое для удобства работы вставлено в оправу с ручкой. Лупы бывают ручные и штативные.
Ручная лупа может увеличивать рассматриваемый объект от 2 до 20 раз.
Штативная лупа увеличивает объект в 10–20 раз.
С помощью лупы можно рассмотреть форму достаточно крупных клеток, но изучить их строение невозможно.
Световой микроскоп (от греч. макрос – малый и скопео – смотрю) – оптический прибор для рассматривания в увеличенном виде небольших, не различимых простым глазом предметов.
Световой микроскоп состоит из трубки, или тубуса (от лат. тубус – трубка). В верхней части тубуса находится окуляр (от лат. окулус – глаз). Он состоит из оправы и двух увеличительных стёкол. На нижнем конце тубуса находится объектив (от лат. объектум – предмет), состоящий из оправы и нескольких увеличительных стёкол. Тубус прикреплён к штативу и поднимается и опускается с помощью винтов. На штативе находится также предметный столик, в центре которого имеется отверстие и под ним зеркало. Рассматриваемый на предметном стекле объект помещается на предметный столик и закрепляется на нём с помощью зажимов.
Главный принцип работы светового микроскопа заключается в том, что лучи света проходят через прозрачный (или полупрозрачный) объект исследования, который находится на предметном столике, и попадают на систему линз объектива и окуляра, увеличивающих изображение. Современные световые микроскопы способны увеличивать изображение до 3600 раз.
Чтобы узнать, насколько увеличивается изображение при использовании микроскопа, надо умножить число, указанное на окуляре, на число, указанное на используемом объективе.
Разбор типового тренировочного задания:
Тип задания: Установление соответствий между элементами двух множеств
Текст вопроса: Установите соответствие:
Бинокли для наблюдения и изучения природы
Многие считают, что бинокль — это устройство, исключительно для тех, кто любит движение и полностью посвящен тому, что работает с определенными нишами и является подвижным человеком. Отчасти, это правда.
Бинокль для наблюдения
Нельзя сказать, что данное устройство может идеально сочетаться с сидячим образом жизни. Но при этом, существуют определенные ниши, которые готовы поддержать любые задумки своего пользователя, даже если они предполагают сидячий образ, либо не особо интенсивное движение. Такой нишей, как ни странно, является наблюдение за природой. Природоведческие бинокли для наблюдения являются ее частью и возможно, незаменимым инструментом. Данное снаряжение поможет вам в решении ваших проблем, полностью помогут с наблюдениями и предоставят все необходимые функции для изучения определенных технологий и пронаблюдать за явлениями глобального потепления.
Данные модели оснащены своими характеристиками и полностью подходят только под свою отрасль, но при этом, их возможности могут меняться в зависимости от того, что требуется его пользователю. Раскрывая тайны животного мира, не возможно представить себе этот процесс в полной мере, не используя определенную технику.
Так, например, наблюдения за птицами в объемном формате, могут происходить только при наличии такого бинокля.
Стоит отметить, что от самого наблюдения и зависит, что требуется от аппарата. Тем, кто любит наблюдать за перелетными пернатыми, подойдут лишь те бинокли, что имеют умеренное увеличение и одновременно, обладают большим полем для зрения. Кроме того, очень важно иметь хорошую перефокусировку, ведь полет птицы — действие быстрое и представляет из себя подвижную работу. С таким биноклем, вы сможете наблюдать за объектом, даже если он — двигается быстро.
Существуют и другие модели, которые сочетают спокойные просмотры, есть и миксованные, представляют возможность для изучения разнообразных животных, вне зависимости от их действий. Такие модели принято называть универсальными. Бинокли veber отличаются от своих собратьев и других брэндов тем, что обладают невероятным качеством. Такие бинокли с легкостью справятся с поставленной задачей. Даже, если эта задача — наблюдение за природой. Оптика в аппаратуре с легкостью разрешит все необходимые проблемы, а технологии, что представляются внутри аппарата, будут отлично сочетать все наблюдения и комфортабельность от использования. Пользуйтесь природоведческими биноклями для наблюдения!
5 разных типов микроскопов и их применение
Как и многие другие технологические устройства, микроскопы имеют очень долгую историю. Самые ранние микроскопы содержали простое увеличительное стекло с малой мощностью (до 10 раз). Их использовали для наблюдения за маленькими насекомыми, такими как блохи.
Ранние версии оптических микроскопов были разработаны в конце 15 века. Хотя изобретатель неизвестен, за эти годы было сделано несколько заявлений. Использование микроскопов для исследования органических тканей появилось только в 1644 году.
Сегодня у нас есть микроскопы, которые могут обеспечить разрешение в 50 пикометров с увеличением до 50 миллионов раз, что достаточно для наблюдения ультраструктуры различных неорганических и биологических образцов.
1. Оптические микроскопы
Оптические микроскопы являются наиболее распространенными микроскопами, которые используют свет, чтобы пройти через образец для генерации изображений. Они могут иметь очень простую конструкцию, хотя сложные оптические микроскопы направлены на повышение разрешения и контрастности образца.
В дальнейшем их можно подразделить на два типа: простые и сложные микроскопы. Простой микроскоп использует одну линзу (например, увеличительное стекло) для увеличения, в то время как сложные микроскопы используют несколько линз для увеличения образца.
Они часто оснащены цифровой камерой, поэтому образец можно наблюдать с помощью компьютера. Это позволяет провести глубокий анализ микроскопического изображения.
Оптические микроскопы могут обеспечивать увеличение до 1250 раз с теоретическим пределом разрешения 0,250 микрометров. Тем не менее развитие сверхразрешенной флуоресцентной микроскопии в последнее десятилетие привело оптическую микроскопию в наноразмерность.
Варианты оптического микроскопа
Применение
Основные оптические микроскопы часто встречаются в классах и дома. Сложные широко используются в фармацевтических исследованиях, микробиологии, микроэлектронике, нанофизике и минералогии.
Они часто используются для исследования тканей с целью изучения проявлений заболеваний. В клинической медицине исследование биопсии или хирургического образца относится к гистопатологии.
2. Электронные микроскопы
Электронный микроскоп использует пучок ускоренных электронов для получения изображения образца. Точно так же, как оптические микроскопы используют стеклянные линзы, электронные микроскопы используют фасонные магнитные поля для создания систем электронно-оптических линз.
Поскольку длина волны электрона может быть намного короче, чем у фотонов, электронные микроскопы имеют более высокую разрешающую способность и увеличение, чем обычные оптические микроскопы. Они могут выявить структуры объектов размером с пикометр.
Первый электронный микроскоп, который превысил разрешение, достигнутое с помощью оптического микроскопа, был разработан немецким физиком Эрнстом Руской в 1933 году. С тех пор были сделаны многочисленные улучшения для дальнейшего улучшения увеличения и разрешения микроскопа.
Современные электронные микроскопы способны увеличивать образцы до 2000000 раз, однако они все еще полагаются на прототип Руска (разработанный в 1931 году) и его связь между разрешением и длиной волны.
Электронные микроскопы имеют некоторые ограничения: они дороги в изготовлении, обслуживании и должны быть размещены в стабильных средах, таких как системы подавления магнитного поля. Также объекты должны просматриваться в вакууме.
Современный просвечивающий электронный микроскоп | Предоставлено: Дэвид Морган из Кембриджа, Великобритания.
Два основных типа электронного микроскопа
1. Просвечивающий электронный микроскоп: используется для наблюдения за тонкими образцами, через которые могут проходить электроны, создавая проекционное изображение. Он может захватывать мелкие детали размером с колонку атомов.
В этом случае образец обычно представляет собой очень тонкий срез (
Современный сканирующий зондовый микроскоп
Распространенные типы сканирующих зондовых микроскопов
А) Атомно-силовой микроскоп: имеет разрешение порядка долей нанометра, что позволяет получать изображения практически любого типа поверхности, включая стекло, полимеры и биологические образцы.
B) Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля: может достигать производительности пространственного разрешения сверх классического дифракционного предела. Он может быть использован для изучения всех проводящих, непроводящих и прозрачных образцов.
C) Сканирующие туннельные микроскопы: могут достигать бокового разрешения 0,1 нм и глубины 0,01 нм. Образцы могут быть отображены в экстремальных условиях, при температурах от почти абсолютного нуля до более 1000 ° C.
Применение
Сканирующие зондовые микроскопы используются в широком спектре естественных наук, включая медицину, клеточную и молекулярную биологию, физику твердого тела, химию полимеров и полупроводниковую науку и технику.
Например, в молекулярной биологии этот метод микроскопии используется для анализа структуры и механических характеристик белковых комплексов и сборок. В клеточной биологии он используется для определения взаимодействия между определенными клетками и различения нормальных клеток и раковых клеток на основе твердости клеток.
В физике твердого тела он используется для изучения взаимодействия между соседними атомами и изменений в расположении атомов посредством атомных манипуляций.
4. Сканирующие акустические микроскопы
Сканирующий акустический микроскоп измеряет изменения акустического импеданса с помощью звуковых волн. Он в основном используется для неразрушающей оценки, анализа отказов и выявления дефектов в недрах материалов, в том числе обнаруженных в интегральных микросхемах.
Этот тип микроскопа был впервые разработан в 1974 году в микроволновой лаборатории Стэнфордского университета. С тех пор были сделаны многочисленные улучшения для повышения его точности и разрешения.
Микроскоп непосредственно фокусирует звук от датчика в маленькой точке на образце. Звук, падающий на объекты, либо поглощается, либо рассеивается под разными углами. Эти рассеянные импульсы, распространяющиеся в определенном направлении, дают полезную информацию об образце.
Разрешение образца изображения либо ограничено шириной звукового луча (зависит от частоты звука), либо физическим разрешением сканирования.
В отличие от обычных оптических микроскопов, которые позволяют наблюдать поверхность образца, акустические микроскопы фокусируются на определенной точке и получают изображения из более глубоких слоев. Кроме того, они обеспечивают более точные результаты и увеличивают объём данных, сохраняя при этом целостность образца.
Сканирующий акустический микроскоп Sonix HS 1000
Применение
Многие компании используют этот тип микроскопии в аналитических лабораториях для определения качества своих электронных компонентов. Производители также используют его для контроля качества, квалификации поставщиков, тестирования надежности продукции, а также для исследований и разработок.
В биологии эти микроскопы предоставляют полезные данные о физических силах, удерживающих структуры в определенных формах, таких как эластичность клеток и тканей. Это чрезвычайно полезно при изучении процесса подвижности клеток (способность организма самостоятельно передвигаться, используя метаболическую энергию).
5. Рентгеновский микроскоп
Рентгеновские микроскопы генерируют увеличенные изображения объектов, используя электромагнитное излучение в мягком луче. Они способны выдавать 3D-изображение компьютерной томографии относительно больших образцов с высоким разрешением.
Для идентификации рентгеновских лучей, проходящих через образец, используется детектор с зарядовой связью. Поскольку рентгеновские лучи легко проникают сквозь вещество, микроскопы этого типа могут отображать внутреннюю часть образцов, непрозрачных для видимого света.
Современные рентгеновские микроскопы позволяют наблюдать различные образцы, в том числе те, которые имеют низкий контраст поглощения и более плотный материал, например керамические композиты. Чтобы достичь этого, микроскоп изменяет длину волны рентгеновского излучения, что увеличивает контраст или проникновение.
Его разрешение лежит между оптической микроскопией и электронной микроскопией. В отличие от традиционных электронных микроскопов, рентгеновские микроскопы могут отображать толстые биологические материалы в их естественном состоянии.
Рентгеновский микроскоп ZEISS Xradia 510 Versa
Применение
Рентгеновская микроскопия оказалась чрезвычайно полезной в области медицины и материаловедения. Он был использован для анализа структуры различных тканей и образцов биопсии.
В области материаловедения рентгеновские микроскопы могут определять структуру кристалла вплоть до размещения отдельных атомов внутри его молекул. Он также обеспечивает неразрушающий, неинвазивный метод поиска дефектов в трех измерениях.