Микроскоп (от греческого «микрос» — малый и «скопео» — смотреть, рассматривать) — это увеличительный прибор, позволяющий наблюдать объекты очень малых размеров. Конструкция школьного микроскопа почти такая же, как и у лучших исследовательских микроскопов первой половины XX в. (рис. 6). При правильной настройке школьный микроскоп позволяет увидеть не только клетку, но и отдельные её внутренние структуры. А при наличии определённого опыта — даже выполнять некоторые интересные эксперименты.

Рис. 6. Внешний вид и основные составляющие школьного микроскопа

Микроскоп состоит из корпуса и элементов оптической системы, через которые проходит свет.

Корпус состоит из:

• основания;
• предметного столика, на который помещают исследуемый образец, закрепляемый при помощи двух гибких держателей;
• штатива с переменным углом наклона, на котором находятся большой винт грубой настройки резкости (макровинт), и меньший винт точной настройки резкости (микровинт);
• тубуса, в нижней части которого крепится револьверная насадка с объективами, а в верхнюю часть вложен окуляр.

К элементам оптической системы микроскопа относятся:

• вогнутое зеркало, которое можно поворачивать;
• диафрагма, расположенная под предметным столиком;
• револьверная насадка с объективами различного увеличения;
• окуляр.

Зеркало предназначено для настройки наилучшего освещения препарата. Диафрагмой регулируют контрастность и яркость изображения. Если диафрагма закрыта, то изображение очень контрастное, но тёмное; если диафрагма полностью открыта, то контрастность низкая, а изображение чрезмерно светлое.

Объектив. Школьный микроскоп имеет три объектива: очень малого (4-кратного), малого (10-кратного) и большого (40-кратного) увеличения. Для удобства переключения они ввинчены в револьверную насадку. Объектив, расположенный вертикально вниз, в направлении к препарату, называется включённым в оптическую систему, прочие — выключенными. Поворачивая револьверную насадку, можно менять рабочий объектив и, таким образом, переходить от одного увеличения к другому. Включение нового объектива в оптическую систему сопровождается лёгким щелчком — это срабатывает пружинный фиксатор револьверной насадки.

Объектив является главным элементом оптической системы микроскопа. На объективе цифрами обозначены его технические характеристики. В верхней строке первой цифрой обозначено увеличение объектива (рис. 7).

Рис. 7. Объективы (а), окуляр (б) и их маркировка

Произведение увеличения объектива и увеличения окуляра определяет общее увеличение микроскопа. Например, при включённом 4-кратном объективе и 10-кратном окуляре общее увеличение микроскопа составляет: 4 · 10 = 40 (раз).

При работе с микроскопом на предметный столик кладут исследуемый препарат, закрепляют его держателями, включают объектив малого увеличения (10-кратный). Вращая зеркальце, направляют на препарат свет и макровинтом настраивают резкость. Далее, при необходимости, включают объектив большого увеличения, дополнительно регулируют резкость микровинтом и контрастируют изображение диафрагмой.

Работая с микроскопом, придерживайтесь следующих правил:

1. Линзы окуляра и объективов нужно беречь от загрязнений и механических повреждений: не касаться пальцами и твёрдыми предметами, не допускать попадания на них воды и других веществ.

2. Запрещается раскручивать оправы окуляра и объективов, разбирать механические детали микроскопа — их ремонтируют только в специальных мастерских.

3. Переносить микроскоп нужно двумя руками в вертикальном положении, держа прибор одной рукой за штатив, а другой — за его основание.

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ, КОТОРЫЕ ВАЖНО ЗНАТЬ

Объектив, общее увеличение микроскопа.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• 1. Из каких элементов состоит оптическая система микроскопа?
• 2. Какие элементы оптической системы микроскопа определяют общее увеличение?
• 3. Для чего используется вогнутое зеркало?
• 4. Каково назначение диафрагмы?
• 5. Какой объектив включают первым во время работы с микроскопом?
• 6. Каким будет максимальное увеличение микроскопа при применении объективов и окуляра, изображённых на рисунке 7?
• 7. Каких правил нужно придерживаться при работе с микроскопом?

ЗАДАНИЕ

Внимательно рассмотрите ваш школьный микроскоп, найдите все его составляющие. Запишите увеличение окуляра и объективов. Рассчитайте увеличение микроскопа для каждого из объективов. Результаты запишите в тетрадь в виде следующей таблицы.

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Как определить размер наименьших объектов, которые можно увидеть в оптический микроскоп?

Размер минимального объекта, который можно увидеть с помощью глаза или увеличительного прибора, определяется разрешающей способностью.

Разрешающая способность — это наименьшее расстояние между двумя точками, на котором они видны ещё раздельно и не сливаются в одну. Разрешающая способность нашего глаза составляет 200 мкм (0,2 мм), оптического микроскопа — 0,2 мкм (0,0002 мм), электронного микроскопа — 0,0002 мкм (0,0000002 мм). Если размер объекта меньше разрешающей способности, то этот объект рассмотреть уже невозможно, и наоборот. Таким образом, именно значение разрешающей способности определяет, что можно увидеть в микроскоп, а что — нет.

Показатель, по которому рассчитывают разрешающую способность объектива, выгравирован на его корпусе за показателем увеличения объектива. Он называется апертурой объектива.

Используя значение апертуры, рассчитывают разрешающую способность объектива:

Разрешающая способность (в мкм) = 0,3355 / апертура объектива.

Полученное значение округляют до десятых.

Пример: на объективе с красным кольцом (рис. 7) в верхней строке нанесена маркировка: «4 / 0,10». Цифра «4» — это увеличение объектива — четырёхкратное, а «0,10» — его апертура. Разрешение этого объектива следующее:

0,3355 / 0,10 = 3,355 ≈ 3,4 (мкм).