لطالما حاول الناس فهم كيفية عمل العالم من حولهم. أجرى بحثًا ونظر داخل الكائنات الحية واستخلص النتائج. هذه هي الطريقة التي تراكمت بها المادة النظرية ، والتي أصبحت أساسًا للعديد من العلوم.
الأساليب التي استخدموها كانت في الغالب الملاحظة والتجربة. ومع ذلك ، سرعان ما أصبح واضحًا أن خزينة المعرفة ستظل نصف ممتلئة فقط ، ما لم يتم اختراع بعض الأجهزة الأكثر تعقيدًا والمتقدمة تقنيًا. تلك التي ستسمح لك بالنظر إلى الداخل ، وكشف الآليات العميقة والنظر في ميزات الجهاز للعديد من الكائنات والكائنات الحية.
طرق الدراسة في علم الأحياء
أهمها ما يلي:
- الطريقة التاريخية
- الوصف.
- الملاحظة
- المقارنة.
- التجربة.
معظمهم يتطلب تدخل الأجهزة التقنية الجديدة التي من شأنها أن تجعل من الممكن الحصول على صورة في حجم مكبر مضاعف. وهذا يعني ، ببساطة ، أنه يجب على المرء استخدام مختلفأجهزة مكبرة. لهذا السبب كانت الحاجة إلى بنائها واضحة.
بعد كل شيء ، هذه هي الطريقة الوحيدة التي يمكن للناس من خلالها فهم كيفية حدوث العمليات الحياتية لمثل هذه الكائنات الدقيقة مثل البروتوزوا والبكتيريا والفطريات المجهرية والأشنات والكائنات الحية الأخرى.
الأنواع الحديثة من الأجهزة
من بين مجموعة التصاميم الفنية المتنوعة ، تحتل أجهزة التكبير مكانة خاصة. بعد كل شيء ، من الصعب الوصول إلى الحقيقة وإثبات هذه النظرية أو تلك بدونهم ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالعالم الصغير.
تقدم التقنيات الحديثة الأنواع التالية من هذه الأجهزة:
1. العدسة. هيكل الأجهزة المكبرة من هذا النوع بسيط للغاية ، لذا فقد كانت الأولى من بين الأجهزة التناظرية في العمل.
2. المجاهر. اليوم هناك عدة أصناف:
- بصري أو ضوئي ؛
- إلكتروني ؛
- ليزر ؛
- أشعة ؛
- مسبار المسح ؛
- التباين التفاضلي مضاد للفيروسات
يستخدم كل منها على نطاق واسع ليس فقط في العلوم البيولوجية ، ولكن أيضًا في الكيمياء والفيزياء واستكشاف الفضاء والهندسة الوراثية وعلم الوراثة الجزيئي وما إلى ذلك.
تاريخ تطوير المكبرات
بالطبع ، لم يأتِ مثل هذا التنوع الأنيق والكمال في مثل هذه الأجهزة على الفور. ظهرت الهياكل الأكثر تعقيدًا التي تسمح للفرد بالتدخل حتى في العمليات الموجية والجسمية فقط في القرنين العشرين والعشرين.
قصة ظهور وتعود جذور تطوير أجهزة التكبير إلى ضباب الزمن. لذا ، إذا تحدثنا عن المكبرات ، فقد أظهرت الحفريات أن المصريين كانوا يمتلكون أول هذه الأجهزة قبل وقت طويل من عصرنا. لقد كانت مصنوعة من الكريستال الصخري وتم شحذها بمهارة لدرجة أنها أعطت تكبيرًا يصل إلى 1500 مرة!
في وقت لاحق بدأوا في صنع العدسات الزجاجية وفحص الأشياء المجهرية ذات الأهمية من خلالهم. استمر هذا حتى القرن السادس عشر. ثم صمم المستكشف العظيم جاليليو جاليلي أنبوبه الأول ، والذي ، عند فتحه ، يشبه المجهر ويعطي زيادة تقارب 300 مرة. كان هذا هو سلف المجهر الحديث.
حتى في وقت لاحق ، في النصف الثاني من القرن السابع عشر ، صنع العالم تور مكبرات صغيرة مستديرة. لقد جعلوا من الممكن العرض حتى عند تكبير 1500x. كان الاختراق الكبير في تطوير الفحص المجهري هو الأدوات التي صممها أنتوني فان ليوينهوك. أنتج دفعات من المجاهر التي أعطت تكبيرًا كافيًا لرؤية البنية الخلوية وعالم الكائنات الحية الدقيقة.
منذ ذلك الحين ، أصبحت الأدوات المكبرة (العدسة المكبرة ، المجهر) جزءًا لا يتجزأ من جميع أنواع الأبحاث تقريبًا ، سواء في العلوم البيولوجية أو العلوم الأخرى. تنوع الأجهزة التقنية الحديثة يعود الفضل في وجودها إلى أشخاص بأسماء مثل:
- ل. أنا ماندلستام
- د. إس. روجديستفينسكي.
- إرنست آبي
- ص. ريشتر و اخرين
مكبرات البناء: عدسة مكبرة
من ماذاما هي هذه الأجهزة وكيف تعمل؟ الأجهزة المكبرة - العدسة المكبرة ، المجهر - لها نفس البنية من حيث المبدأ. يعتمد الإجراء على استخدام نظارات خاصة - عدسات
العدسة المكبرة لجهاز المكبر هي عدسة محدبة ، مؤطرة في إطار خارجي خاص - إطار. العدسة نفسها عبارة عن زجاج بصري خاص مع تحدب على الوجهين. يمكن أن يكون الإطار أيًا:
- معدن ؛
- بلاستيك
- مطاط.
تسمح لك الأجهزة المكبرة مثل العدسات المكبرة بالحصول على صور بحجم 25x. بالطبع هناك أجهزة مختلفة حسب هذا المؤشر. تعطي بعض العدسات المكبرة تكبيرًا مرتين ، وأكثر حداثة واتقانًا - حتى 30.
ما هي المكبرات؟
الاستخدام الرئيسي للعدسة المكبرة هو درس في علم الأحياء. تسمح لك أجهزة المكبرة من هذا النوع بالنظر في الهياكل الدقيقة لهيكل النباتات والحيوانات. يمكن استخدام خيارات المنتج المختلفة.
- المكبر ثلاثي القوائم هو جهاز يتم فيه تثبيت العدسة في إطار خاص على حامل ثلاثي القوائم لسهولة الاستخدام.
- جهاز بمقبض. باستخدام هذا الخيار ، تم تضمين مقبض صغير مناسب في الإطار ، والذي يمكنك من خلاله ضبط جودة الصورة عن طريق تكبير أو تصغير الجهاز.
- عدسة مكبرة مضيئة مع بوصلة مدمجة. هذا مفيد للبحث الميداني في منطقة غابات التايغا. سيسمح لك وجود مصابيح الصمام الثنائي بالمراقبة حتى في الليلأيام.
- عدسة مكبرة من نوع الجيب تطوى وتغلق بغطاء. خيار مناسب جدا للحمل الدائم معك
من الشائع أيضًا وجود مجموعات بين ما سبق: حامل ثلاثي القوائم مع ضوء ، أو جيب به سلسلة أو بمقبض ، وما إلى ذلك.
مجهر - جهاز تكبير
ما الجهاز الذي يحتوي عليه هذا العنصر؟ اليوم ، يتم استخدام هذه الأجهزة المكبرة فقط في الفصول الدراسية: عدسة مكبرة ، مجهر. لقد تعاملنا بالفعل مع هيكل وتشغيل وأنواع الجهاز الأول. ومع ذلك ، لدراسة العمليات الأعمق التي تحدث في الخلايا ، وفحص التركيب البكتيري للماء ، وما إلى ذلك ، من الواضح أن القوة المكبرة للعدسة المكبرة غير كافية.
في هذه الحالة ، تصبح أداة العمل الرئيسية مجهرًا ، غالبًا ما يكون تقليديًا ، خفيفًا أو بصريًا. ضع في اعتبارك الأجزاء الهيكلية المضمنة في تكوينها.
- أساس الهيكل كله هو حامل ثلاثي القوائم. إنه عنصر منحني تتصل به جميع أجزاء الجهاز الأخرى. قاعدته العريضة هي التي تدعم المجهر بأكمله وتحافظ عليه مستقرًا عند الوقوف.
- مرآة والتي تعلق على الحامل ثلاثي القوائم من اسفل الجهاز. من الضروري التقاط ضوء الشمس وتوجيه الشعاع إلى المسرح. مثبتة من الجانبين بمفصلات متحركة مما يسهل عملية ضبط الضوء
- جدول الموضوع - هيكل مثبت على حامل ثلاثي القوائم ، غالبًا ما يكون مستديرًا أو مستطيلًا ، ومجهز بـالسحابات المعدنية. تم تثبيت الإعداد الدقيق قيد الدراسة عليه ، والذي تم تثبيته بوضوح على كلا الجانبين ويظل ثابتًا.
- نطاق اكتشاف ينتهي بعدسة عينية من جانب وعدسات بتكبير مختلف على الجانب الآخر. كما تعلق بإحكام على الحامل ثلاثي القوائم.
- الأهداف تقع مباشرة فوق المسرح وتعمل على تركيز الصورة وتكبيرها. غالبًا ما يكون هناك ثلاثة منهم ، يمكن نقل كل منها وتثبيتها حسب الحاجة.
- العدسة هي الجزء العلوي من التلسكوب ، وهي مصممة لمراقبة الجسم مباشرة.
- الجزء المهم الأخير الذي تمتلكه جميع الأجهزة المكبرة من هذا النوع هو المسامير اللولبية والمايكرو. يتم استخدامها لضبط حركة التلسكوب من أجل ضبط أفضل جودة للصورة.
من الواضح أن بنية المجهر ليست معقدة للغاية. ومع ذلك ، هذا نموذجي فقط للنماذج البصرية. متوسط التكبير الذي يستطيع المجهر الضوئي القيام به لا يزيد عن 300 مرة.
إذا تحدثنا عن التصميمات الحديثة التي تعطي تكبيرًا لآلاف المرات ، فإن هيكلها أكثر تعقيدًا.
ما هي المجاهر وأين يتم استخدامها
هناك أنواع مختلفة من المجاهر. أبسطها ، الضوء أو البصري ، يشكل الجزء الأكبر من التصميمات للاستخدام من قبل أطفال المدارس. العدسة المكبرة والميكروسكوب هما أكثر أجهزة التكبير قبولًا. الصف السادس (علم الأحياء هو مادة مدرسية تستخدم فيها هذه الدروسكائنات) يعني الإلمام بالجهاز ومبادئ تشغيل هذه الأجهزة.
ومع ذلك ، يجب إعطاء الطلاب فكرة عن أنواع المجاهر التي يعمل معها العلماء والفيزيائيون والكيميائيون وعلماء الأحياء وعلماء الفلك وما إلى ذلك. هناك 5 رئيسية ، تم سردها أعلاه. تتيح أجهزة الليزر والأجهزة الإلكترونية الحصول على صور أكبر بمئات الآلاف من المرات من أبعادها الحقيقية. يتيح لك ذلك النظر إلى الداخل حتى أصغر الجسيمات وإجراء الكثير من الاكتشافات في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا.
تحضير المجهر
درس "جهاز المكبرات" ليس الوحيد في المقرر الدراسي الذي يتعامل مع مثل هذه الأجهزة. إلى جانب هيكل وقواعد الاستخدام ، يجب على الأطفال وضع المعرفة الأساسية لإعداد المستحضرات الدقيقة للنظر فيها.
يتم استخدام العناصر التالية لهذا:
- انزلاق الزجاج
- قسيمة غلاف ؛
- تشريح إبرة ؛
- ورق ترشيح ؛
- قطارة ؛
- ماء
إذا كنت بحاجة لفحص قشر البصل على سبيل المثال ، فعليك تشريحه بإبرة بعناية ووضعه على شريحة زجاجية على شكل غشاء رقيق. تحتاج إلى وضعه في قطرة ماء معدة مسبقًا باستخدام ماصة. من الأعلى ، يتم تغطية المستحضر بغطاء زجاجي رقيق ومضغوط بإحكام. تتم إزالة السائل الزائد عن طريق لمس ورق الترشيح. يجب توخي الحذر لضمان عدم وجود فقاعات هواء تحت غطاء الغطاء ، وإلا فإنها ستكون مرئية فقط تحت المجهر.
عقاقير المصنع أو ثابتة
بالإضافة إلى إنتاج المستحضرات "الحية" ، غالبًا ما تستخدم المستحضرات الجاهزة والثابتة في المدارس. إنها ملونة وأكثر تشبعًا بالمعلومات ، لأنها مصنوعة باستخدام تقنيات خاصة بدرجة عالية من الطبيعية. وفقا لهم ، يمكن للمرء أن يتقن البنية المجهرية لجميع العناصر الهيكلية المعروفة لكل من الحيوانات والنباتات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المستحضرات الثابتة تجعل من الممكن دراسة البكتيريا والفطريات المجهرية والأوليات والمخلوقات الصغيرة الأخرى.
دراسة المكبرات في المدرسة
كما أشرنا أعلاه ، يتم بالضرورة دراسة الأجهزة المكبرة في المدرسة. الصف السادس هو البداية في إتقان مبدأ التشغيل ، وأساسيات هيكل الأجهزة.
خلال هذه الفترة أيضًا ، يتم وضع القدرة على وضع التحضير بشكل مستقل على طاولة الكائن ، والتقاط الضوء وفحص الصورة ، وتحقيق دقة عالية في الضبط. في المراحل التالية من التعليم ، يستخدم الأطفال بالفعل بثقة المجاهر والمكبرات لمجموعة متنوعة من الدراسات ، حيث يتقنون تمامًا تقنية استخدام الأجهزة.
العمل المخبري في المدرسة باستخدام المجاهر الضوئية
هناك في الواقع عدد غير قليل منهم. يقرر كل مدرس بنفسه أنواع العمل التي يجب القيام بها. بعد كل شيء ، كل هذا يتوقف على كمية المعدات وأدائها. الاختبارات المعملية الأكثر شيوعًا التي تتطلب استخدام المكبرات هي:
- دراسة هيكل ورقة النبات
- دراسة عملية نتح النبات. هيكل الثغور
- خيوط العفن.
- جراثيم النبات ، هيكلها.
- دراسة التركيب الداخلي للخلية وغيرها
