Մարդիկ վաղուց են փորձել հասկանալ, թե ինչպես է աշխատում իրենց շրջապատող աշխարհը: Կատարել է հետազոտություն, նայեց կենդանի էակների ներսում և եզրակացություններ արեց: Ահա թե ինչպես է կուտակվել տեսական նյութ, որը հիմք է դարձել բազմաթիվ գիտությունների համար։
Մեթոդները, որոնք նրանք կիրառում էին, հիմնականում եղել են դիտարկումներ և փորձեր: Այնուամենայնիվ, արագորեն ակնհայտ դարձավ, որ գիտելիքի գանձարանը կմնա միայն կիսով չափ, եթե չհայտնվեն ավելի բարդ, տեխնիկապես առաջադեմ սարքեր: Նրանք, որոնք թույլ կտան ներս նայել, բացահայտել խորը մեխանիզմները և դիտարկել տարբեր առարկաների և կենդանի էակների սարքի առանձնահատկությունները։
Ուսումնառության մեթոդներ կենսաբանության մեջ
Հիմնականները ներառում են հետևյալը.
- Պատմական մեթոդ.
- Նկարագրություն.
- Դիտարկում.
- Համեմատություն.
- Փորձ.
Դրանց մեծ մասը պահանջում է նոր տեխնիկական սարքերի միջամտություն, որոնք հնարավորություն կտան բազմապատկած մեծացված չափերով նկար ստանալ: Այսինքն, պարզ ասած, պետք է օգտագործել տարբերխոշորացույց սարքեր. Դրա համար ակնհայտ էր դրանց կառուցման անհրաժեշտությունը։
Ի վերջո, մարդիկ միայն այս կերպ կարող էին հասկանալ, թե ինչպես են տեղի ունենում այնպիսի փոքրիկ արարածների կյանքի գործընթացները, ինչպիսիք են նախակենդանիներն ու բակտերիաները, մանրադիտակային սնկերը, քարաքոսերը և այլ կենդանի օրգանիզմներ:
Սարքերի ժամանակակից տեսակներ
Տեխնիկական նախագծերի բազմազանության մեջ առանձնահատուկ տեղ են գրավում խոշորացույց սարքերը։ Ի վերջո, առանց դրանց դժվար է հասնել ճշմարտությանը և ապացուցել այս կամ այն տեսությունը, հատկապես երբ խոսքը վերաբերում է միկրոաշխարհին։
Ժամանակակից տեխնոլոգիաները առաջարկում են այսպիսի սարքերի հետևյալ տեսակները՝
1. Loupes. Այս տեսակի խոշորացույցի սարքերի կառուցվածքը բավականին պարզ է, ուստի նրանք առաջինն էին գործող անալոգային սարքերի մեջ:
2. Մանրադիտակներ. Այսօր կան մի քանի սորտեր.
- օպտիկական կամ թեթև;
- էլեկտրոնային;
- լազեր;
- ռենտգեն;
- սկանավորման զոնդ;
- դիֆերենցիալ ինտերֆերոն-կոնտրաստ.
Յուրաքանչյուրը լայնորեն կիրառվում է ոչ միայն կենսաբանական գիտությունների, այլև քիմիայի, ֆիզիկայի, տիեզերական հետազոտության, գենետիկական ճարտարագիտության, մոլեկուլային գենետիկայի և այլնի մեջ:
Խոշորացույցների զարգացման պատմություն
Իհարկե, նման սարքերի նման շքեղ բազմազանությունն ու կատարելությունը անմիջապես չեկան։ Ամենաբարդ կառույցները, որոնք թույլ են տալիս խանգարել նույնիսկ ալիքային և կորպուսուլյար գործընթացներին, հայտնվել են միայն 20-21-րդ դարերում:
Պատմությունը արտաքին տեսքի ևԽոշորացման սարքերի մշակումն իր արմատներն ունի ժամանակի մշուշում: Այսպիսով, եթե խոսենք խոշորացույցների մասին, ապա պեղումները ցույց են տվել, որ եգիպտացիներն ունեցել են առաջին նման սարքերը մեր դարաշրջանից շատ առաջ։ Դրանք պատրաստված էին ժայռաբյուրեղից և այնքան հմտորեն սրված, որ մեծացրին մինչև 1500 անգամ:
Ավելի ուշ նրանք սկսեցին ապակե ոսպնյակներ պատրաստել և դրանց միջոցով հետազոտել հետաքրքրող մանրադիտակային առարկաները։ Դա շարունակվեց մինչև 16-րդ դարը։ Այնուհետև մեծ հետախույզ Գալիլեո Գալիլեյը նախագծեց իր առաջին խողովակը, որը, երբ բացվեց, նմանվեց մանրադիտակի և ավելացրեց գրեթե 300 անգամ: Սա ժամանակակից մանրադիտակի նախահայրն էր:
Նույնիսկ ավելի ուշ՝ 17-րդ դարի երկրորդ կեսին, գիտնական Թորեն պատրաստեց փոքր կլորացված խոշորացույցներ։ Նրանք հնարավորություն են տվել դիտել նույնիսկ 1500x խոշորացմամբ։ Մանրադիտակի զարգացման մեջ մեծ առաջընթաց են դարձել Էնթոնի վան Լևենհուկի նախագծած գործիքները։ Նա արտադրեց մանրադիտակների խմբաքանակներ, որոնք բավականաչափ մեծացում էին տալիս բջջային կառուցվածքը և միկրոօրգանիզմների աշխարհը տեսնելու համար։
Այդ ժամանակից ի վեր խոշորացույցի գործիքները (օղակ, մանրադիտակ) դարձել են գրեթե բոլոր տեսակի հետազոտությունների անբաժանելի մասը, ինչպես կենսաբանական, այնպես էլ այլ գիտություններում: Տեխնիկական սարքերի ժամանակակից բազմազանությունն իր գոյության համար պարտական է այնպիսի անուններով մարդկանց, ինչպիսիք են՝
- Լ. Ի. Մանդելշտամ.
- Դ. Ս. Ռոժդեստվենսկի.
- Էռնստ Աբբե.
- Ռ. Ռիխտերը և ուրիշներ։
Շենքի խոշորացույցներ. խոշորացույց
Ինչի՞ցՈրոնք են այս սարքերը և ինչպես են դրանք աշխատում: Խոշորացույց սարքերը՝ խոշորացույց, մանրադիտակ, հիմնականում ունեն նույն կառուցվածքը, սկզբունքորեն։ Ակցիան հիմնված է հատուկ ակնոցների՝ ոսպնյակների օգտագործման վրա։
Խոշորացույց սարք խոշորացույցը ուռուցիկ ոսպնյակ է, որը շրջանակված է հատուկ արտաքին շրջանակով՝ շրջանակով։ Ոսպնյակն ինքնին հատուկ օպտիկական ապակի է՝ երկկողմանի ուռուցիկությամբ: Շրջանակը կարող է լինել ցանկացած՝
- մետաղ;
- պլաստիկ;
- ռետին.
Խոշորացույց սարքերը, ինչպիսիք են ցուցիչները, թույլ են տալիս պատկերներ ստանալ 25x չափսով: Իհարկե, այս ցուցանիշով կան տարբեր սարքեր: Որոշ խոշորացույցներ տալիս են 2 անգամ մեծացում, իսկ ավելի արդիականացված և կատարյալ՝ նույնիսկ 30։
Ի՞նչ են խոշորացույցները:
Խոշորացույցի հիմնական օգտագործումը կենսաբանության դասն է: Նման խոշորացույց սարքերը թույլ են տալիս դիտարկել բույսերի և կենդանիների կառուցվածքի նուրբ կառուցվածքները: Կարող են օգտագործվել ապրանքի տարբեր տարբերակներ:
- Եռոտանի խոշորացույցը սարք է, որի դեպքում ոսպնյակը ամրացվում է հատուկ շրջանակի մեջ եռոտանի վրա՝ հեշտ օգտագործման համար:
- Բռնակով սարք։ Այս տարբերակով շրջանակի մեջ տեղադրվում է փոքրիկ հարմար կոճակ, որով կարող եք կարգավորել պատկերի որակը՝ մեծացնելու կամ փոքրացնելու սարքը։
- Լուսավոր խոշորացույց՝ ներկառուցված կողմնացույցով։ Սա օգտակար է անտառային տայգայի տարածքում դաշտային հետազոտությունների համար: Դիոդային լամպերի առկայությունը թույլ կտա դիտել նույնիսկ գիշերըօրեր։
- Գրպանի տիպի խոշորացույց, որը ծալվում և փակվում է կափարիչով։ Շատ հարմար տարբերակ անընդհատ ձեզ հետ տանելու համար։
Շատ տարածված է նաև վերը նշվածների միջև համակցություններ ունենալը. եռոտանի լույսով, գրպանը պարանով կամ բռնակով և այլն:
Մանրադիտակ - խոշորացույց
Ի՞նչ սարք ունի այս տարրը: Այսօր դպրոցական դասարաններում օգտագործվում են միայն նման խոշորացույց սարքեր՝ խոշորացույց, մանրադիտակ։ Մենք արդեն զբաղվել ենք առաջին սարքի կառուցվածքի, շահագործման և տեսակների հետ: Այնուամենայնիվ, բջիջներում տեղի ունեցող ավելի խորը գործընթացները, ջրի բակտերիալ բաղադրությունը և այլն ուսումնասիրելու համար խոշորացույցի խոշորացույցի ուժն ակնհայտորեն անբավարար է։
Այս դեպքում հիմնական աշխատանքային գործիքը դառնում է մանրադիտակը, առավել հաճախ՝ սովորական, թեթև կամ օպտիկական։ Նկատի առեք, թե ինչ կառուցվածքային մասեր են ներառված դրա կազմի մեջ։
- Ամբողջ կառույցի հիմքը եռոտանի է։ Դա կոր տարր է, որին կցված են սարքի բոլոր մյուս մասերը։ Նրա լայն հիմքն այն է, ինչն ապահովում է ամբողջ մանրադիտակը և կայուն է պահում այն կանգնելիս:
- Հայելի, որն ամրացվում է եռոտանի վրա սարքի ներքևից։ Անհրաժեշտ է գրավել արևի լույսը և ճառագայթն ուղղել դեպի բեմ: Երկու կողմից ամրացվում է շարժական ծխնիների վրա, ինչը հեշտացնում է լույսի միացման գործընթացը։
- Առարկայական աղյուսակ - եռոտանի վրա ամրացված կառուցվածք, առավել հաճախ կլորացված կամ ուղղանկյուն, հագեցածմետաղական ամրացումներ. Հենց դրա վրա է տեղադրվում ուսումնասիրվող միկրոպատրաստուկը, որը երկու կողմից հստակ ամրացված է և մնում է անշարժ։
- Խայտաբղետ շրջանակ, որն ավարտվում է մի կողմից ակնաբույժով, մյուս կողմից՝ տարբեր խոշորացումների ոսպնյակներով: Նաև ապահով կերպով ամրացված է եռոտանիին:
- Նպատակները գտնվում են բեմից անմիջապես վեր և ծառայում են պատկերը կենտրոնացնելու և մեծացնելուն: Ամենից հաճախ դրանք երեքն են, որոնցից յուրաքանչյուրը կարելի է տեղափոխել և ուղղել՝ կախված կարիքից:
- Ակնաչը աստղադիտակի վերին մասն է, և այն նախատեսված է օբյեկտն ուղղակիորեն դիտարկելու համար:
- Վերջին կարևոր մասը, որն ունեն այս տեսակի բոլոր խոշորացույցները, մակրո և միկրո պտուտակներն են: Դրանք օգտագործվում են աստղադիտակի շարժումը կարգավորելու համար՝ պատկերի լավագույն որակը սահմանելու համար։
Ակնհայտ է, որ մանրադիտակի կառուցվածքը այնքան էլ բարդ չէ: Այնուամենայնիվ, սա բնորոշ է միայն օպտիկական մոդելներին: Միջին խոշորացումը, որին ընդունակ է լուսային մանրադիտակը, 300 անգամից ոչ ավելի է։
Եթե խոսենք ժամանակակից նմուշների մասին, որոնք տալիս են հազարավոր անգամ մեծացում, ապա դրանց կառուցվածքը շատ ավելի բարդ է։
Ի՞նչ են մանրադիտակները և որտեղ են դրանք օգտագործվում:
Գոյություն ունեն տարբեր տեսակի մանրադիտակներ: Դրանցից ամենապարզը, թեթևը կամ օպտիկականը, կազմում են դպրոցականների օգտագործման համար նախատեսված նախագծերի մեծ մասը: Խոշորացույցն ու մանրադիտակն առավել ընդունելի խոշորացույցն են։ 6-րդ դասարան (կենսաբանությունը դպրոցական առարկա է, որտեղ օգտագործվում են այս դասերըառարկաներ) ենթադրում է ծանոթություն սարքին, այդ սարքերի շահագործման սկզբունքներին։
Սակայն ուսանողներին պետք է պատկերացում տրվի մանրադիտակների տեսակների մասին, որոնց հետ աշխատում են գիտնականները, ֆիզիկոսները, քիմիկոսները, կենսաբանները, աստղագետները և այլն: Կան 5 հիմնական, դրանք վերը նշված էին: Լազերային և էլեկտրոնային սարքերը հնարավորություն են տալիս ստանալ պատկերներ, որոնք հարյուր հազարավոր անգամ ավելի մեծ են, քան իրենց իրական չափերը: Սա թույլ է տալիս նայել նույնիսկ ամենափոքր մասնիկների ներսում և բազմաթիվ բացահայտումներ անել գիտության և տեխնիկայի տարբեր ոլորտներում:
Մանրադիտակի պատրաստում
«Խոշորացույցների սարքը» դասը միակը չէ դպրոցի ուսումնական կուրսում, որը վերաբերում է նման սարքերի հետ աշխատելուն։ Կառուցվածքի և օգտագործման կանոնների հետ մեկտեղ երեխաները պետք է քննարկման դնեն միկրոպատրաստուկների պատրաստման հիմնական գիտելիքները։
Սրա համար օգտագործվում են հետևյալ տարրերը՝
- սլայդ ապակի;
- կափարիչի թերթիկ;
- հատող ասեղ;
- զտիչ թուղթ;
- կաթիլ;
- ջուր.
Եթե պետք է զննել, օրինակ, սոխի կեղևը, ապա այն պետք է զգուշորեն կտրատել ասեղով և բարակ թաղանթի տեսքով դնել ապակե սլայդի վրա։ Դուք պետք է այն տեղադրեք մի կաթիլ ջրի մեջ, որը նախապես ձևավորվել է pipette- ով: Վերևից պատրաստումը ծածկում են բարակ ծածկոցով և ամուր սեղմում։ Ավելորդ հեղուկը հանվում է՝ դիպչելով ֆիլտրի թղթին: Պետք է զգույշ լինել, որպեսզի ծածկույթի սայթաքման տակ օդային պղպջակներ չլինեն, այլապես միայն դրանք տեսանելի կլինեն մանրադիտակի տակ։
Գործարանային դեղեր կամ ֆիքսված
Բացի «կենդանի» պատրաստուկների արտադրությունից, դպրոցներում հաճախ օգտագործվում են պատրաստի, ֆիքսված պատրաստուկներ։ Դրանք գունավոր են և ավելի տեղեկատվականորեն հագեցած, քանի որ պատրաստված են հատուկ տեխնոլոգիաների կիրառմամբ՝ բնականության բարձր աստիճանով։ Նրանց կարծիքով՝ կարելի է տիրապետել ինչպես կենդանիների, այնպես էլ բույսերի բոլոր հայտնի կառուցվածքային տարրերի միկրոկառուցվածքին։ Բացի այդ, ֆիքսված պատրաստուկները հնարավորություն են տալիս ուսումնասիրել բակտերիաները, մանրադիտակային սնկերը, նախակենդանիները և այլ փոքր արարածներ։
Ուսումնասիրում ենք խոշորացույցները դպրոցում
Ինչպես նշեցինք վերևում, խոշորացույցը պարտադիր կերպով ուսումնասիրվում է դպրոցում: 6-րդ դասարանը աշխատանքի սկզբունքի, սարքերի կառուցվածքի հիմունքների յուրացման սկիզբն է։
Հենց այս ժամանակահատվածում է դրվում նաև պատրաստուկը օբյեկտի սեղանի վրա ինքնուրույն տեղադրելու, լույսը բռնելու և պատկերը զննելու ունակությունը՝ թյունինգում հասնելով բարձր հստակության։ Կրթության հաջորդ փուլերում երեխաներն արդեն վստահորեն օգտագործում են մանրադիտակներ և խոշորացույցներ տարբեր ուսումնասիրությունների համար, քանի որ նրանք լիովին տիրապետում են սարքերի օգտագործման տեխնիկային:
Լաբորատոր աշխատանք դպրոցում լուսային մանրադիտակներով
Իրականում դրանք բավականին քիչ են: Յուրաքանչյուր ուսուցիչ ինքն է որոշում, թե ինչ տեսակի աշխատանք պետք է իրականացվի: Ի վերջո, ամեն ինչ կախված է սարքավորումների քանակից և դրա կատարումից: Խոշորացույցների օգտագործում պահանջող ամենատարածված լաբորատոր թեստերն են՝
- Բույսի տերևի կառուցվածքի ուսումնասիրություն.
- Բույսերի տրանսսպիրացիայի գործընթացի ուսումնասիրություն. Ստոմատի կառուցվածքը.
- Կաղապարային հիֆեր.
- Բույսերի սպորները, դրանց կառուցվածքը.
- Բջջի ներքին կազմի և այլոց ուսումնասիրություն.
