Что можно увидеть в оптический и цифровой микроскопы и как ими пользоваться
Содержание
Содержание
При проведении научных и любительских исследований невозможно обойтись без микроскопа. Он не только приблизит исследователя к новым открытиям, но и поможет рассмотреть удивительный мир, открывающийся в окружающих нас вещах. Что именно можно увидеть в микроскоп, как им пользоваться и какой лучше подойдет — в этом материале.
Что такое микроскоп
Прообраз первого микроскопа появился еще в 16 веке и с тех пор устройство прошло длинный путь своего становления и развития. Микроскопом называют прибор, предназначенный для увеличения мелких или практически не видимых человеческим глазом предметов и объектов. Процессы такого изучения называют микроскопией, которая подразделяется на категории в зависимости от вида микроскопа.
Где же можно использовать данное устройство:
На вопрос «Кто изобрел микроскоп?» до сих пор нет однозначного ответа, так как многие ученые и любители работали над похожими системами. Тем не менее часто выделяют Иоанна Липперсгея, Захария Янсена и, конечно же, Галилео Галилея.
Многие помнят или представляют микроскоп, как прибор с одним или двумя окулярами, которые при увеличении позволяют исследователю рассмотреть предмет в многократном увеличении. Это и есть классический прямой оптический микроскоп. Современная микроскопия использует множество типов приборов: электронные, инвертированные, лазерные, люминесцентные, стереоскопические и другие.
Так, например, люминесцентные подсвечивают изучаемый объект и позволяют изучать его как бы освещенным изнутри собственным светом за счет специальной лампы и системы светофильтров. А электронные, в отличие от оптических, используют вместо света пучки электронов. В общем для каждой отрасли науки и даже изучаемого объекта нужен определенный прибор. Мы же рассмотрим наиболее популярные и доступные рядовым пользователям модели.
Основные элементы микроскопа
И так, микроскопы отличаются друг от друга видами и целевым назначением. Соответственно, и устроены они по-разному. Существует две системы — оптическая и механическая. Первая включает в себя все элементы без которых микроскоп не будет микроскопом.
Окуляр
Глядя в глазной окуляр исследователь и будет изучать какой-либо объект. Окуляр дает некоторое фиксированное увеличение (10x, 20x, 25x и т.д.). Современные окуляры имеют несколько линз, встроенных в металлический корпус (тубус). В зависимости от количества окуляров микроскопы подразделяются на монокулярные, бинокулярные и тринокулярные. Бинокулярные создают стереокартинку, более удобны чем молекулярные, но в отличие от последних требуют привыкания и дополнительных настроек при использовании двух окуляров. Если используется цифровой микроскоп, то в нем окуляр как таковой отсутствует — его роль выполняет камера.
Объектив
Важнейшая и самая сложная часть прибора, позволяющая в купе с окуляром детально рассмотреть любой объект исследования. Чаще всего состоит из металлической трубки с несколькими линзами, дающими кратное увеличение. Объектив смотрит непосредственно на предмет изучения, точнее сказать — на предметный столик. Полученное с помощью объектива изображение мы и видим в окуляр.
В любительских и профессиональных устройствах может быть несколько объективов (не менее 3-х) встроенных в устройство или насадку револьверного типа. Пользователь просто проворачивает насадку и смотрит в нужный объектив. Чем больше объективов разной кратности, тем лучше для пользователя. Кратность указывается на корпусе объектива.
У каждого окуляра и объектива есть свое увеличение, которое вместе образует общее увеличение микроскопа. Чтобы высчитать его? нужно перемножить кратность увеличения окуляров и объективов. Так, например, если кратность окуляра составляет 10х, а объектива 40х, то общее увеличение будет составлять 400х. В некоторых приборах общее увеличение может составлять до 1200х. При таком увеличении можно рассматривать клетки растений и животных, строение насекомых, пыльцу растений и т.п.
Подсветка
При изучении объект, когда он расположен на подставке, необходимо подсвечивать снизу пучком света. Свет можно направить как простым зеркалом, так и более сложными устройствами, например, электроосветителями. Также подсветка может быть комбинированная для просмотра прозрачных и непрозрачных объектов. На нижних фотографиях указана комбинированная подсветка. На правом фото также виден небольшой винт регулировки подсветки.
Микроскопы используют при реставрациях образцов мировой культуры. Например, для восстановления терракотовой армии или полотен эпохи Возрождения.
А сейчас перейдем к механической системе микроскопа. Вот некоторые элементы, которые она включает в себя.
Подставка
Это основание микроскопа, отвечающее за его устойчивость. Если сюда прибавить еще и штатив, то вместе получится корпус микроскопа. На него крепятся все остальные части прибора. Чтобы фокусировать изображение, на корпусе обычно располагаются два винта, один из которых приближает или отдаляет объектив от объекта (грубая регулировка), а второй помогает произвести более тонкую фокусировку на предмете (тонкая регулировка).
Предметный столик
На него помещаются объекты для изучения. В центре столика есть небольшое круглое отверстие, через которое на предмет попадает пучок света. Снабжен зажимами. В некоторых моделях цифровых микроскопов, предметный столик отсутствует.
Дополнительные аксессуары
Помимо самого микроскопа потребуются и дополнительные инструменты, без которых работа будет невозможна или затруднительна. Главным здесь будет предметное стекло, на которое помещается предмет, подлежащий изучению. При необходимости он сверху накрывается покрывным стеклом. Также пригодятся скальпель, пипетка и пинцет. Пипетка будет полезна при наборе жидких образцов, пинцетом можно передвигать объекты изучения, а скальпелем отрезать небольшие частицы от предметов. Собирать и хранить какие-либо образцы желательно в специальных контейнерах, хотя можно обойтись и подручными средствами.
Принцип работы микроскопа
Кратко коснемся принца работы устройства и разберем его на примере оптического микроскопа. Для того, чтобы что-то рассмотреть в окуляры, нужна подсветка. В зависимости от вида прибора это может быть естественное или искусственное освещение, направление которого регулируется зеркалом. Кстати говоря, сейчас это уже устаревшая система. Все чаще используют свет, исходящий от встроенной в основание микроскопа лампы, которая питается от сети или батарейки. Подсветка лампы чаще всего регулируемая.
Поток света (естественного или от лампы) проходит через отверстие в предметном столике, пронизывает объект изучения насквозь и попадает на линзы объектива, а затем — окуляра, которые обеспечивают увеличение. Ну а далее в дело вступает опытный взгляд исследователя.
Как пользоваться оптическим микроскопом
Перед началом работы нужно подготовить рабочее место, очистить его от мусора и пыли. Желательно вымыть руки или использовать перчатки. Если есть пробелы в знаниях или сомнения, относящиеся к работе микроскопа, то обязательно нужно изучить инструкцию. В целом же работать с микроскопом не так сложно, как кажется на первый взгляд.
Изучаемый предмет помещается на предметный столик. Так можно изучать продукты питания, бумагу, насекомых, волосы и другие мелкие предметы. Несколько сложнее с жидкостью или в том случае, когда исследуемые объекты требуют предварительной подготовки. Например, тонкого среза или смеси в виде кашицы. На них нужно капнуть воды или специальной жидкости и сверху осторожно накрыть покровным стеклом. Также можно использовать готовые наборы микропрепаратов, в которые входит предметное стекло с уже нанесенным на него объектом исследования. Это может быть кошачья шерсть, голова мухи, срез дождевого червя, костная ткань, минералы и многое другое.
Далее нужно осуществить фокусировку. Винтом грубой регулировки следует приближать и отдалять предмет, пока не получится четкое изображение. После этого винтом (или колесиком) тонкой настройки добиваемся максимальной резкости картинки. Начинать фокусировать нужно с минимального значения, постепенно переключаясь на более высокое увеличение. Например, если прибор имеет два объектива значением 2х и 4х, то начинать фокусировку нужно с 2х, а затем, вращая револьверную насадку увеличивать значение.
Начав сразу же с максимального увеличения, пользователь рискует увидеть лишь малую часть объекта или же вообще ничего не увидеть. Если же прибор имеет только один объектив, то увеличение у него будет постоянным. Важно помнить, что винтом грубой фокусировки объектив приближается к предметному столику, поэтому есть большой риск сломать стекло, повредить сам объектив и даже получить порезы. Искать фокус следует не к стеклу, а от стекла. Стоит заметить, что на некоторых объективах, в первую очередь стократных, устанавливается специальная оправа, которая пружинит при встрече со стеклом. Однако, ее цель состоит не в защите линзы, а в создании более плотного контакта стекла с объективом.
Как пользоваться цифровым микроскопом
Цифровой микроскоп работает по-другому. У него отсутствует окуляр и сам он напоминает цифровую камеру, только с более многократным увеличением. Такие микроскопы можно встретить в нескольких вариантах, с различными характеристиками, назначением и соответственно ценами. Возьмем для примера стандартный настольный микроскоп, который больше относится к любительским. Подключив его через USB порт к компьютеру, пользователь также устанавливает специальное программное обеспечение, с помощью которого возможно рассмотреть изображение. После подключения, под объектив прибора размешается объект изучения, после чего исследователь сможет рассмотреть полученное изображение на мониторе компьютера. Считывается изображение посредством цифровой камеры.
Исследования через микроскоп — это не только полезно, но еще и увлекательно. Ученые используют профессиональные, мощные и дорогие устройства. Любителям же подойдут цифровые или бинокулярные оптические модели, с помощью которых можно изучать окружающий мир: насекомых, растения, продукты питания, камни, веточки деревьев и многое другое.
ГДЗ биология 5 класс Пасечник С бабочкой Дрофа 2020 Линейный курс Задание: 7 Увеличительные приборы
Стр. 50. Вопросы в начале параграфа
№ 1. Что собой представляет научный метод «наблюдение»?
Научный метод «наблюдение» представляет собой комплекс целенаправленных восприятий явлений объективной действительности, в процессе которых наблюдатель может получать знания о внешних сторонах, свойствах, реакциях изучаемого конкретного объекта.
№ 2. Какие увеличительные приборы вы знаете? Для чего их применяют?
Увеличительные приборы позволяют увеличить изображение в несколько сотен раз, чтобы более детально изучить их внешние характеристики. Я знаю такие увеличительные приборы:
Лупа – это простой прибор, который позволяет получить увеличенное до 20 раз изображение. С его помощью можно только увидеть клетки, но вот изучить их строение не удастся;
Микроскоп – это более сложный прибор, позволяющий не только рассмотреть, но и изучить самые мелкие предметы, так как его увеличительная способность достигает нескольких тысяч раз;
Телескоп – это прибор, который предназначен для наблюдения за небесными телами, однако под таким понятием еще подразумевают оптическую телескопическую систему, применяющуюся не обязательно для астрономических целей.
Стр. 51. Лабораторная работа «Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений»
Рассматриваем ручную лупу. Это достаточно простой прибор, который позволяет увидеть предмет, увеличенным в 20 раз. Лупа состоит из ручки, необходимой для удерживания прибора в руке, и оправы, на которой крепится увеличительное стекло. При помощи лупы легко можно рассмотреть некоторые части и клетки исследуемого предмета, однако строение этих клеток увидеть не получится.
Рассматриваем невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Невооруженным глазом можно увидеть, что мякоть плода томата и арбуза рыхлая, мягкая. Мякоть плода яблока немного плотнее, но также имеет рыхлую структуру. У всех плодов она состоит из мелких крупинок, которые словно «кирпичики» образовывают структуру плода.
Рассматриваем кусочки мякоти плодов под лупой. Для этого ручную лупу держим близко к глазу, а биологический объект приближаем к лупе (или лупу к объекту) до тех пор, пока не получим чёткого изображения. Рассматривая кусочки мякоти плодов арбуза, яблока и томата под лупой, можно увидеть разное строение их клеток. Например, у мякоти плода помидора и арбуза клетки округлые, прозрачные, бледно-розовые. У мякоти яблока клетки бесцветные. В мякоти всех плодов клетки имеют оболочку, которая не придает им определенную форму, не дает растекаться цитоплазме и внутри которой находятся органеллы.
Зарисовываем увиденное в тетрадь, рисунки подписываем.
Вывод:
Невооруженным глазом разглядеть клетки, из которых состоит мякоть плодов арбуза, яблока или томата, невозможно. Удается лишь оценить ее структуру: рыхлая, мягкая, в виде зернышек. При помощи лупы можно увидеть клетки, которые у каждой мякоти разные. Например, у яблока они светлые, полупрозрачные. А у арбуза и томата – бледно-розовые, округлые. Также с помощью лупы можно увидеть, что все клетки имеют клеточную стенку, которая держит форму.
Стр. 53. Лабораторная работа. «Устройство микроскопа и приёмы работы с ним».
Рассматриваем микроскоп. Находим тубус, окуляр, объектив, штатив с предметным столиком, зеркало, винты. Выясняем, какое значение имеет каждая часть.
Тубус представляет собой зрительную трубку, в которую вставляются увеличительные стекла.
Окуляр – это верхняя часть тубуса, через которую можно увидеть изображение в микроскопе.
Штатив – это специальное приспособление, которое служит соединяющим и удерживающим креплением для всех частей микроскопа.
Объектив – это нижняя часть тубуса, позволяющая еще больше увеличивать рассматриваемый объект при помощи дополнительных увеличительных стекол.
Винты – это механизмы, которые нужны для того, чтобы настраивать в окуляре максимально четкое изображение.
Зеркало – это еще одна деталь микроскопа, которая предназначена для улавливания солнечных лучей и направления их на располагающийся на предметном столике объект.
Предметный столик – это подставка, у которой по центру есть отверстие, предназначенная для размещения стеклянной пластины (предметного стекла) с изучаемым объектом.
Определяем, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение объекта. В среднем микроскоп может увеличить изображение объекта до 3600 раз. Чтобы узнать, какое увеличение дает тот или иной прибор, необходимо перемножить увеличительные возможности объектива (это обычно подписано на соответствующих частях микроскопа) на увеличительные возможности окуляра.
Знакомимся с правилами пользования микроскопом.
Отрабатываем последовательность действий при работе с микроскопом: установка микроскопа, чищение от пыли окуляра и зеркала, начало работы с малого увеличения, изучение объекта при большом увеличении, уборка прибора в места его хранения.
Вывод:
Микроскоп является важным оптическим прибором, который необходим для проведения биологических исследований. Он имеет сложное строение и требует соблюдения правил при обращении с ним. С его помощью можно увидеть детальное строение клетки, ее состав.
Стр. 53. Вопросы после параграфа
№ 1. Какие увеличительные приборы используются для изучения микроскопических объектов?
Для изучения микроскопических объектов используются такие увеличительные приборы, как лупа и микроскоп.
№ 2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?
Лупа является самым простым из увеличительных приборов. Она бывает двух видов – ручная и штативная. Ручная лупа состоит из ручки, за которую нужно держать прибор при использовании, и увеличительного стекла. Увеличительное стекло имеют выпуклую с двух сторон форму и вставлено в оправу.
Для изучения объекта лупу берут за ручку (рукоятку) и подносят к предмету на то расстояние, при котором его изображение будет видно максимально четко. Такая лупа позволяет увеличить изображение предмета в 2 – 20 раз.
Штативная лупа – это аналог ручной лупы. Ее конструкция немного сложнее: в оправу вставлены два увеличительных стекла, которые крепятся на штативе. К штативу также присоединен предметный столик, на котором есть зеркало и отверстие. Такая лупа позволяет увеличить изображение предмета в 10 – 25 раз.
№ 3. Как устроен световой микроскоп?
Световой микроскоп состоит из таких основных элементов, как объектив и окуляр, которые закреплены в подвижном тубусе. Тубус располагается на металлическом основании или штативе. Также к штативу крепится предметный столик. В тубус вставляются линзы.
На верхнем конце тубуса находится окуляр, состоящий из оправы и двух увеличительных стекол. На нижнем конце тубуса – объектив, который состоит из оправы и нескольких увеличительных стекол.
У современных моделей светового микроскопа также есть специальная осветительная система, которая состоит из нескольких линз. В учебном приборе ее роль выполняет вогнутое зеркало.
Предметный столик у микроскопа выполняет роль поверхности, на которой располагается микроскопический препарат. В центре у него есть отверстие, которое пропускает свет, отражаемый зеркалом.
№ 4. Как узнать, какое увеличение даёт микроскоп?
Микроскоп позволяет получить максимальное увеличение изучаемого предмета до 3600 раз. Чтобы точно узнать, какое же увеличение дает микроскоп, нужно умножить число, которое указано на окуляре, на число, которое указано на используемом объективе.
Пример: на окуляре написано «10», а на объективе «20». Это значит, что: 10 умножаем на 20 и получаем 200. Микроскоп дает увеличение в 200 раз.
Стр. 53. Подумайте
Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?
При помощи светового микроскопа можно изучать только прозрачные объекты, например, тонкий срез растительной или животной ткани. Все потому, что под стеклом прибора располагается источник света или зеркало, лучи которого проходят сквозь изучаемый предмет и попадают на систему линз объектива. Эти линзы и позволяют получить увеличенное изображение. Если предмет будет непрозрачным, то лучи от зеркала или источника света просто не смогут пройти сквозь него, а значит, не удастся получить нужное изображение.
Стр. 54. Задание
Выучите правила работы с микроскопом.
Работу с микроскопом нужно проводить только сидя.
Перед началом работы прибор нужно осмотреть, протереть от пыли окуляр, зеркало, объективы мягкой салфеткой.
Устанавливается микроскоп на ровной поверхности, примерно за 5 – 10 см от края.
Начинать работу с микроскопом нужно с малого увеличения. Для этого объектив опускают в рабочее расстояние – примерно на 1 см от предметного стекла.
Пользуясь зеркалом с вогнутой стороной, нужно направить свет от окна в объектив, а после максимально равномерно осветить поле зрения.
На предметный столик положить микропрепарат. Далее вращать винт наводки на себя, плавно поднимая при этом объектив до тех пор, пока в окуляр не будет хорошо видно изображение объекта.
Для изучения при большем увеличении настроить объектив.
После завершения исследования установить малое увеличение, поднять объектив, убрать препарат с предметного столика, протереть все части микроскопа и убрать его в место хранения.
Что нельзя увидеть под световым микроскопом
1-Для изучения тканей животных с помощью светового микроскопа изготавливают их тонкие срезы толщиной около 10 мкм (1/100 мм). Это необходимо, так как
1)в обычный световой микроскоп можно наблюдать только полностью прозрачные объекты
2)в обычный световой микроскоп можно наблюдать только объекты, пропускающие видимый свет
3)под объектив обычного светового микроскопа нельзя поместить объект толщиной более 10 мкм
4)более толстый срез обязательно содержал бы участки разных тканей
2- Каким будет увеличение микроскопа, если увеличение линзы окуляра ×7, а линзы объектива ×40?
1) линза окуляра ×7, а линза объектива ×40
2) линза окуляра ×20, а линза объектива ×20
3) линза окуляра ×5, а линза объектива ×80
4) линза окуляра ×15, а линза объектива ×40
1) ×4000 2) ×220 3) ×180 4) ×10
Изучите таблицу «Изменение скорости размножения бактерий за определённое время» и ответьте на вопросы.
Изменение скорости размножения бактерий за определённое время
Время после введениябактерий в культуру, мин.
Микроскопия в домашних условиях
Станислав Яблоков,
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
«Наука и жизнь» №2, 2014
Вот уже два года, как я наблюдаю за микромиром у себя дома, и год, как снимаю его на фотокамеру. За это время собственными глазами увидел, как выглядят клетки крови, чешуйки, опадающие с крыльев бабочек, как бьётся сердце улитки. Конечно, многое можно было бы узнать из учебников, видеолекций и тематических сайтов. Но при этом не было бы ощущения присутствия, близости к тому, что не видно невооружённым глазом. Что это не просто слова из книжки, а личный опыт. Опыт, который сегодня доступен каждому.
Что купить
Театр начинается с вешалки, а микросъёмка с покупки оборудования, и прежде всего — микроскопа. Одна из основных его характеристик — набор доступных увеличений, которые определяются произведением увеличений окуляра и объектива.
Детёныш улитки. Увеличение 40×
Не всякий биологический образец хорош для просмотра при большом увеличении. Связано это с тем, что чем больше увеличение оптической системы, тем меньше глубина резкости. Следовательно, изображение неровных поверхностей препарата частично будет размыто. Поэтому важно иметь набор объективов и окуляров, позволяющий вести наблюдения с увеличением от 10–20 до 900–1000×. Иногда бывает оправданно добиться увеличения 1500× (окуляр 15 и объектив 100×). Большее увеличение бессмысленно, так как более мелкие детали не позволяет видеть волновая природа света.
Лист клевера. Увеличение 100×. Некоторые клетки содержат тёмно-красный пигмент
Следующий немаловажный момент — тип окуляра. «Сколькими глазами» вы хотите рассматривать изображение? Обычно выделяют монокулярную, бинокулярную и тринокулярную его разновидности. В случае монокуляра придётся щуриться, утомляя глаз при длительном наблюдении. В бинокуляр смотрят обоими глазами (не следует путать его со стереомикроскопом, дающим объёмное изображение). Для фото- и видеосъёмки микрообъектов понадобится «третий глаз» — насадка для установки аппаратуры. Многие производители выпускают специальные камеры для своих моделей микроскопов, но можно использовать и обычный фотоаппарат, купив к нему переходник.
Лист земляники. Увеличение 40×
Наблюдение при больших увеличениях требует хорошего освещения в силу небольшой апертуры объективов. Световой пучок от осветителя, преобразованный в оптическом устройстве — конденсоре, освещает препарат. В зависимости от характера освещения существует несколько способов наблюдения, самые распространённые из которых — методы светлого и тёмного поля. В первом, самом простом, знакомом многим ещё со школы, препарат освещают равномерно снизу. При этом через оптически прозрачные детали препарата свет распространяется в объектив, а в непрозрачных он поглощается и рассеивается. На белом фоне получается тёмное изображение, отсюда и название метода. С тёмнопольным конденсором всё иначе. Световой пучок, выходящий из него, имеет форму конуса, лучи в объектив не попадают, а рассеиваются на непрозрачном препарате, в том числе и в направлении объектива. В итоге на тёмном фоне виден светлый объект. Такой метод наблюдения хорош для исследования прозрачных малоконтрастных объектов. Поэтому, если вы планируете расширить набор методов наблюдения, стоит выбирать модели микроскопов, в которых предусмотрена установка дополнительного оборудования: конденсора тёмного поля, тёмнопольной диафрагмы, устройств фазового контраста, поляризаторов и т. п.
Оптические системы не идеальны: прохождение света через них сопряжено с искажениями изображения — аберрациями. Поэтому объективы и окуляры стараются изготавливать так, чтобы эти аберрации максимально устранить. Всё это сказывается на их конечной стоимости. Из соображений цены и качества имеет смысл покупать планахроматические объективы для профессиональных исследований. Сильные объективы (с увеличением, например, 100×) имеют числовую апертуру больше 1 при использовании иммерсии, масла с высоким показателем преломления, раствора глицерина (для УФ-области) или просто воды. Поэтому, если кроме «сухих» объективов вы берёте ещё и иммерсионные, стоит заранее позаботиться об иммерсионной жидкости. Её показатель преломления обязательно должен соответствовать конкретному объективу.
Иногда следует обратить внимание на устройство предметного столика и рукояток для управления им. Стоит выбрать и тип осветителя, которым может быть как обычная лампа накаливания, так и светодиод, который ярче и греется меньше. Микроскопы тоже имеют индивидуальные особенности. Каждая дополнительная опция — это добавка в цене, поэтому выбор модели и комплектации остаётся за потребителем.
Сегодня нередко покупают недорогие микроскопы для детей, монокуляры с небольшим набором объективов и скромными параметрами. Они могут послужить хорошей отправной точкой не только для исследования микромира, но и для ознакомления с основными принципами работы микроскопа. После этого ребёнку уже стоит купить более серьёзное устройство.
Как смотреть
Можно купить далеко не дешёвые наборы готовых препаратов, но тогда не таким ярким будет ощущение личного участия в исследовании, да и наскучат они рано или поздно. Поэтому следует позаботиться и об объектах для наблюдения, и о доступных средствах для подготовки препаратов.
Наблюдение в проходящем свете предполагает, что исследуемый объект достаточно тонок. Даже кожура ягоды или фрукта слишком толста, поэтому в микроскопии исследуют срезы. В домашних условиях их делают обычными бритвенными лезвиями. Чтобы не смять кожуру, её помещают между кусочками пробки или заливают парафином. При определённой сноровке можно достигнуть толщины среза в несколько клеточных слоёв, а в идеале следует работать с моноклеточным слоем ткани — несколько слоёв клеток создают нечёткое сумбурное изображение.
Крыло жучка бибиониды. Увеличение 400×
Исследуемый препарат помещают на предметное стекло и в случае необходимости закрывают покровным. Купить стёкла можно в магазине медицинской техники. Если препарат плохо прилегает к стеклу, его фиксируют, слегка смачивая водой, иммерсионным маслом или глицерином. Не всякий препарат сразу открывает свою структуру, иногда ему нужно «помочь», подкрасив его форменные элементы: ядра, цитоплазму, органеллы. Неплохими красителями служат йод и «зелёнка». Йод достаточно универсальный краситель, им можно окрашивать широкий спектр биологических препаратов.
При выезде на природу следует запастись баночками для набора воды из ближайшего водоёма и маленькими пакетиками для листьев, высохших остатков насекомых и т. п.
Что смотреть
Микроскоп приобретён, инструменты закуплены — пора начинать. И начать следует с самого доступного — например, кожуры репчатого лука. Тонкая сама по себе, подкрашенная йодом, она обнаруживает в своём строении чётко различимые клеточные ядра. Этот опыт, хорошо знакомый со школы, и стоит провести первым. Луковую кожуру нужно залить йодом на 10–15 минут, после чего промыть под струёй воды.
Кожица лука. Увеличение 1000×. Окраска йодом. На фотографии видно клеточное ядро
Кожица лука. Увеличение 1000×. Окраска азур-эозином. На фотографии в ядре заметно ядрышко
Кроме того, йод можно использовать для окраски картофеля. Срез необходимо сделать как можно более тонким. Буквально 5–10 минут его пребывания в йоде проявят пласты крахмала, который окрасится в синий цвет.
Картофель. Синие пятна — зёрна крахмала. Увеличение 100×. Окраска йодом
На балконах часто скапливается большое количество трупиков летающих насекомых. Не торопитесь от них избавляться: они могут послужить ценным материалом для исследования. Как видно из фотографий, вы обнаружите, что на крыльях насекомых есть волоски, которые защищают их от намокания. Большое поверхностное натяжение воды не позволяет капле «провалиться» сквозь волоски и коснуться крыла.
Плёнка на спине таракана. Увеличение 400×
Если вы когда-нибудь задевали крыло бабочки или моли, то, наверное, замечали, что с неё слетает какая-то «пыль». На снимках отчётливо видно, что это не пыль, а чешуйки с крыльев. Они имеют разную форму и довольно легко отрываются.
Чешуйки с крыльев моли. Увеличение 400×
Кроме того, с помощью микроскопа можно изучить строение конечностей насекомых и пауков, рассмотреть, например, хитиновые плёнки на спине таракана. И при должном увеличении убедиться, что такие плёнки состоят из плотно прилегающих (возможно, сросшихся) чешуек.
Крыло бабочки боярышницы. Увеличение 100×
Не менее интересный объект для наблюдения — кожура ягод и фруктов. Однако либо её клеточное строение может быть неразличимым, либо её толщина не позволит добиться чёткого изображения. Так или иначе, придётся сделать немало попыток, прежде чем получится хороший препарат: перебрать разные сорта винограда, чтобы найти тот, у которого красящие вещества кожуры имели бы интересную форму, или сделать несколько срезов кожицы сливы, добиваясь моноклеточного слоя. В любом случае вознаграждение за проделанную работу будет достойным.
Кожура сливы. Увеличение 1000×
Ещё более доступны для исследования трава, водоросли, листья. Но, несмотря на повсеместную распространённость, выбрать и приготовить из них хороший препарат бывает непросто. Самое интересное в зелени — это, пожалуй, хлоропласты. Поэтому срез должен быть исключительно тонким.
Хлоропласты в клетках травы. Увеличение 1000×
Приемлемой толщиной нередко обладают зелёные водоросли, встречающиеся в любых открытых водоёмах. Там же можно найти плавучие водоросли и микроскопических водных обитателей — мальков улитки, дафний, амёб, циклопов и туфелек. Маленький детёныш улитки, оптически прозрачный, позволяет разглядеть у себя биение сердца.
Хлоропласты в клетках водоросли. Увеличение 1000×
Сам себе исследователь
После изучения простых и доступных препаратов захочется усложнить технику наблюдения и расширить класс исследуемых объектов. Для этого понадобится и специальная литература, и специализированные средства, свои для каждого типа объектов, но всё-таки обладающие некоторой универсальностью. Например, метод окраски по Граму, когда разные виды бактерий начинают различаться по цвету, можно применить и для других, не бактериальных, клеток. Близок к нему и метод окраски мазков крови по Романовскому. В продаже имеется как уже готовый жидкий краситель, так и порошок, состоящий из его компонентов — азура и эозина. Их можно купить в специализированных магазинах либо заказать в интернете. Если раздобыть краситель не удастся, можно попросить у лаборанта, делающего вам анализ крови в поликлинике, стёклышко с окрашенным её мазком.
Мазок крови. Окраска азур-эозином по Романовскому. Увеличение 1000×. На фотографии: эозинофил на фоне эритроцитов
Продолжая тему исследования крови, следует упомянуть камеру Горяева — устройство для подсчёта количества клеток крови и оценки их размеров. Методы исследования крови и других жидкостей с помощью камеры Горяева описаны в специальной литературе.
Мазок крови. Окраска азур-эозином по Романовскому. Увеличение 1000×. На фотографии: слева — моноцит, справа — лимфоцит
В современном мире, где разнообразные технические средства и устройства находятся в шаговой доступности, каждый сам решает, на что ему потратить деньги. Это может быть дорогостоящий ноутбук или телевизор с запредельным размером диагонали. Находятся и те, кто отводит свой взор от экранов и направляет его далеко в космос, приобретая телескоп. Микроскопия может стать интересным хобби, а для кого-то даже и искусством, средством самовыражения. Глядя в окуляр микроскопа, проникают глубоко внутрь той природы, часть которой мы сами.
Словарик к статье
Иммерсия — прозрачная жидкость с показателем преломления n > 1. В неё погружают препарат и объектив микроскопа, увеличивая его апертуру и тем самым повышая разрешающую способность.
Планахроматический объектив — объектив с исправленной хроматической аберрацией, который создаёт плоское изображение по всему полю. Обычные ахроматы и апохроматы (аберрации исправлены для двух и для трёх цветов соответственно) дают криволинейное поле, которое исправить невозможно.
Фазовый контраст — метод микроскопических исследований, основанный на изменении фазы световой волны, прошедшей сквозь прозрачный препарат. Фаза колебания не видна простым глазом, поэтому специальная оптика — конденсор и объектив — превращает разность фаз в негативное или позитивное изображение.
Моноциты — одна из форм белых клеток крови.
Хлоропласты — зелёные органеллы растительных клеток, отвечающие за фотосинтез.
Эозинофилы — клетки крови, играющие защитную роль при аллергических реакциях.
«Наука и жизнь» о микросъёмке:
Микроскоп «Аналит» — 1987, №1.
Ошанин С. Л. С микроскопом у пруда. — 1988, №8.
Ошанин С. Л. Невидимая миру жизнь. — 1989, №6.
Милославский В. Ю. Домашняя микрофотография. — 1998, №1.
Мологина Н. Фотоохота: макро и микро. — 2007, №4.
