ადამიანები დიდი ხანია ცდილობდნენ გაეგოთ როგორ მუშაობს მათ გარშემო არსებული სამყარო. ჩაატარა კვლევა, დაათვალიერა ცოცხალი არსებები და გამოიტანა დასკვნები. ასე დაგროვდა თეორიული მასალა, რომელიც მრავალი მეცნიერების საფუძველი გახდა.
მეთოდები, რომლებსაც ისინი იყენებდნენ, ძირითადად იყო დაკვირვება და ექსპერიმენტი. თუმცა, სწრაფად გაირკვა, რომ ცოდნის ხაზინა მხოლოდ ნახევრად სავსე დარჩებოდა, თუ არ გამოიგონეს უფრო რთული, ტექნიკურად მოწინავე მოწყობილობა. ის, რაც საშუალებას მოგცემთ ჩახედოთ შიგნით, გამოავლინოთ ღრმა მექანიზმები და გაითვალისწინოთ სხვადასხვა ობიექტებისა და ცოცხალი არსებების მოწყობილობის მახასიათებლები.
შესწავლის მეთოდები ბიოლოგიაში
მთავარი მოიცავს შემდეგს:
- ისტორიული მეთოდი.
- აღწერა.
- დაკვირვება.
- შედარება.
- ექსპერიმენტი.
მათი უმეტესობა მოითხოვს ახალი ტექნიკური მოწყობილობების ჩარევას, რაც შესაძლებელს გახდის სურათის მრავალჯერ გადიდებული ზომით მიღებას. ანუ, მარტივად რომ ვთქვათ, განსხვავებული უნდა გამოიყენოგამადიდებელი მოწყობილობები. ამიტომ აშკარა იყო მათი აგების აუცილებლობა.
ბოლოს და ბოლოს, ეს არის ერთადერთი გზა, რომლითაც ადამიანებს შეუძლიათ გაიგონ, თუ როგორ ხდება ისეთი პაწაწინა არსებების, როგორიცაა პროტოზოები და ბაქტერიები, მიკროსკოპული სოკოები, ლიქენები და სხვა ცოცხალი ორგანიზმების სასიცოცხლო პროცესები.
თანამედროვე ჯიშის ტექნიკა
ტექნიკური დიზაინის მრავალფეროვნებას შორის განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს გამადიდებელ მოწყობილობებს. ყოველივე ამის შემდეგ, ძნელია მათ გარეშე ჭეშმარიტებამდე მისვლა და ამა თუ იმ თეორიის დამტკიცება, განსაკუთრებით მაშინ, როცა საქმე მიკროსამყაროს ეხება.
თანამედროვე ტექნოლოგიები გვთავაზობს ასეთი მოწყობილობების შემდეგ ტიპებს:
1. ლუპები. ამ ტიპის გამადიდებელი მოწყობილობების სტრუქტურა საკმაოდ მარტივია, ამიტომ ისინი პირველი იყვნენ ანალოგებს შორის მოქმედებაში.
2. მიკროსკოპები. დღეს რამდენიმე სახეობაა:
- ოპტიკური ან მსუბუქი;
- ელექტრონული;
- ლაზერი;
- რენტგენი;
- სკანირების ზონდი;
- დიფერენციალური ინტერფერონი-კონტრასტი.
თითოეული ფართოდ გამოიყენება არა მხოლოდ ბიოლოგიურ მეცნიერებებში, არამედ ქიმიაში, ფიზიკაში, კოსმოსის ძიებაში, გენური ინჟინერიაში, მოლეკულურ გენეტიკაში და ასე შემდეგ.
გამადიდებლების განვითარების ისტორია
რა თქმა უნდა, ასეთი ელეგანტური მრავალფეროვნება და ასეთი მოწყობილობების სრულყოფილება მაშინვე არ მოვიდა. ყველაზე რთული სტრუქტურები, რომლებიც საშუალებას აძლევს ადამიანს ჩაერიოს ტალღურ და კორპუსკულურ პროცესებშიც კი, გაჩნდა მხოლოდ 20-21 საუკუნეებში.
გაჩენის ამბავი დაგამადიდებელი მოწყობილობების განვითარებას თავისი ფესვები დროის ნისლში აქვს. ასე რომ, თუ ვსაუბრობთ გამადიდებლებზე, გათხრებმა აჩვენა, რომ ეგვიპტელებს ჰქონდათ პირველი ასეთი მოწყობილობები ჩვენს წელთაღრიცხვამდე დიდი ხნით ადრე. ისინი დამზადებული იყო კლდის ბროლისგან და ისე ოსტატურად იყო გამჭვირვალე, რომ ადიდებდნენ 1500-ჯერ!
მოგვიანებით დაიწყეს მინის ლინზების დამზადება და მათი მეშვეობით საინტერესო მიკროსკოპული ობიექტების გამოკვლევა. ასე გაგრძელდა მე-16 საუკუნემდე. შემდეგ დიდმა მკვლევარმა გალილეო გალილეიმ დააპროექტა თავისი პირველი მილი, რომელიც გაშლის შემდეგ მიკროსკოპს წააგავდა და თითქმის 300-ჯერ გაიზარდა. ეს იყო თანამედროვე მიკროსკოპის წინაპარი.
კიდევ მოგვიანებით, მე-17 საუკუნის მეორე ნახევარში, მეცნიერმა თორემ პატარა მომრგვალებული გამადიდებლები დაამზადა. მათ შესაძლებელი გახადეს ნახვა 1500x გადიდებითაც კი. მიკროსკოპის განვითარებაში დიდი მიღწევა იყო ენტონი ვან ლეუვენჰუკის მიერ შექმნილი ინსტრუმენტები. მან შექმნა მიკროსკოპების პარტიები, რომლებიც საკმარის გადიდებას იძლეოდნენ უჯრედული სტრუქტურისა და მიკროორგანიზმების სამყაროს დასანახად.
მას შემდეგ გამადიდებელი ინსტრუმენტები (ლუპი, მიკროსკოპი) გახდა თითქმის ყველა სახის კვლევის განუყოფელი ნაწილი, როგორც ბიოლოგიურ, ისე სხვა მეცნიერებებში. ტექნიკური მოწყობილობების თანამედროვე მრავალფეროვნება თავის არსებობას ევალება ადამიანების სახელებით, როგორიცაა:
- ლ. ი. მანდელშტამი.
- D. ს. როჟდესტვენსკი.
- Ernst Abbe.
- რ. რიხტერი და სხვები.
შენობის გამადიდებლები: გამადიდებელი მინა
რისგანრა არის ეს მოწყობილობები და როგორ მუშაობს ისინი? გამადიდებელ მოწყობილობებს - გამადიდებელ შუშას, მიკროსკოპს - პრინციპში ერთი და იგივე სტრუქტურა აქვთ. აქცია ეფუძნება სპეციალური სათვალე - ლინზების გამოყენებას.
გამადიდებელი მოწყობილობა გამადიდებელი შუშა არის ამოზნექილი ლინზა, რომელიც ჩასმულია სპეციალურ გარე ჩარჩოში - ჩარჩოში. თავად ლინზა არის სპეციალური ოპტიკური მინა ორმხრივი ამოზნექილობით. ჩარჩო შეიძლება იყოს ნებისმიერი:
- მეტალი;
- პლასტიკური;
- რეზინი.
გამადიდებელი მოწყობილობები, როგორიცაა ლუპები, საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ სურათები 25x ზომით. რა თქმა უნდა, ამ ინდიკატორის მიხედვით სხვადასხვა მოწყობილობებია. ზოგიერთი გამადიდებელი იძლევა 2-ჯერ გადიდებას და უფრო მოდერნიზებულს და სრულყოფილს - თუნდაც 30.
რა არის გამადიდებლები?
გამადიდებელი შუშის ძირითადი გამოყენება ბიოლოგიის გაკვეთილია. ამ ტიპის გამადიდებელი მოწყობილობები საშუალებას გაძლევთ გაითვალისწინოთ მცენარეებისა და ცხოველების სტრუქტურის მშვენიერი სტრუქტურები. შეიძლება გამოყენებულ იქნას პროდუქტის სხვადასხვა ვარიანტი.
- შტატივი გამადიდებელი არის მოწყობილობა, რომლის დროსაც ლინზა ფიქსირდება სპეციალურ ჩარჩოში სამფეხზე მოხერხებულობისთვის.
- მოწყობილობა სახელურით. ამ ოფციით ჩარჩოში ჩაშენებულია პატარა მოსახერხებელი ღილაკი, რომლითაც შეგიძლიათ დაარეგულიროთ გამოსახულების ხარისხი მოწყობილობის მასშტაბირების ან შემცირებით.
- განათებული გამადიდებელი შუშა ჩაშენებული კომპასით. ეს სასარგებლოა საველე კვლევისთვის ტყის ტაიგას ტერიტორიაზე. დიოდური ნათურების არსებობა საშუალებას მოგცემთ დააკვირდეთ ღამითაც კიდღეები.
- ჯიბის ტიპის გამადიდებელი შუშა, რომელიც იკეცება და იხურება თავსახურით. ძალიან მოსახერხებელი ვარიანტი თქვენთან მუდმივი ტარებისთვის.
ასევე ძალიან ხშირია კომბინაციები ზემოთ ჩამოთვლილთა შორის: სამფეხა შუქით, ჯიბე სიმებით ან სახელურით და ასე შემდეგ.
მიკროსკოპი - გამადიდებელი მოწყობილობა
რა მოწყობილობა აქვს ამ ერთეულს? დღეს სასკოლო კლასებში მხოლოდ ასეთი გამადიდებელი მოწყობილობები გამოიყენება: გამადიდებელი შუშა, მიკროსკოპი. ჩვენ უკვე შევეხეთ პირველი მოწყობილობის სტრუქტურას, მუშაობას და სახეობებს. თუმცა, უჯრედებში მიმდინარე უფრო ღრმა პროცესების შესასწავლად, წყლის ბაქტერიული შემადგენლობის შესასწავლად და ასე შემდეგ, გამადიდებელი შუშის გამადიდებელი ძალა აშკარად არასაკმარისია.
ამ შემთხვევაში, ძირითადი სამუშაო ინსტრუმენტი ხდება მიკროსკოპი, ყველაზე ხშირად ჩვეულებრივი, მსუბუქი ან ოპტიკური. განვიხილოთ რა სტრუქტურული ნაწილები შედის მის შემადგენლობაში.
- მთელი სტრუქტურის საფუძველია სამფეხა. ეს არის მრუდი ელემენტი, რომელზეც დამაგრებულია მოწყობილობის ყველა სხვა ნაწილი. მისი ფართო ფუძე არის ის, რაც მხარს უჭერს მთელ მიკროსკოპს და ინარჩუნებს სტაბილურობას დგომისას.
- სარკე, რომელიც დამაგრებულია შტატივზე მოწყობილობის ქვედა მხრიდან. აუცილებელია მზის შუქის დაჭერა და სხივის სცენაზე გადატანა. იგი ფიქსირდება ორივე მხრიდან მოძრავ საკინძებზე, რაც აადვილებს განათების დაყენების პროცესს.
- სათაური მაგიდა - შტატივზე დამაგრებული სტრუქტურა, ყველაზე ხშირად მომრგვალებული ან მართკუთხა, აღჭურვილილითონის შესაკრავები. სწორედ მასზეა დამონტაჟებული შესასწავლი მიკროპრეპარატი, რომელიც აშკარად ფიქსირდება ორივე მხრიდან და რჩება უმოძრაოდ.
- ლაქების სკამი, რომელიც მთავრდება ოკულარით ერთ მხარეს და სხვადასხვა გადიდების ლინზებით მეორე მხარეს. ასევე უსაფრთხოდ არის მიმაგრებული შტატივზე.
- მიზნები განლაგებულია უშუალოდ სცენის ზემოთ და ემსახურება გამოსახულების ფოკუსირებას და გადიდებას. ყველაზე ხშირად სამი მათგანია, თითოეულის გადატანა და დაფიქსირება შესაძლებელია საჭიროების მიხედვით.
- ოკულარი არის ტელესკოპის ზედა ნაწილი და ის შექმნილია ობიექტზე უშუალოდ დასაკვირვებლად.
- ბოლო მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომელიც ყველა ამ ტიპის გამადიდებელ მოწყობილობას აქვს, არის მაკრო და მიკრო ხრახნები. ისინი გამოიყენება ტელესკოპის მოძრაობის დასარეგულირებლად, გამოსახულების საუკეთესო ხარისხის დასაყენებლად.
ცხადია, მიკროსკოპის სტრუქტურა არც ისე რთულია. თუმცა, ეს დამახასიათებელია მხოლოდ ოპტიკური მოდელებისთვის. სინათლის მიკროსკოპის საშუალო გადიდება არაუმეტეს 300-ჯერ.
თუ ვსაუბრობთ თანამედროვე დიზაინებზე, რომლებიც იძლევა ათასობით-ჯერ გადიდებას, მაშინ მათი სტრუქტურა ბევრად უფრო რთულია.
რა არის მიკროსკოპები და სად გამოიყენება?
არსებობს სხვადასხვა ტიპის მიკროსკოპები. მათგან უმარტივესი, მსუბუქი თუ ოპტიკური, შეადგენს სკოლის მოსწავლეების მიერ გამოსაყენებელი დიზაინის ძირითად ნაწილს. გამადიდებელი შუშა და მიკროსკოპი ყველაზე მისაღები გამადიდებელი მოწყობილობებია. მე-6 კლასი (ბიოლოგია არის სასკოლო საგანი, რომელშიც გამოიყენება ეს გაკვეთილებიობიექტები) გულისხმობს მოწყობილობის გაცნობას, ამ მოწყობილობების მუშაობის პრინციპებს.
თუმცა, სტუდენტებს უნდა მიეცეთ წარმოდგენა მიკროსკოპების ტიპების შესახებ, რომლებთანაც მუშაობენ მეცნიერები, ფიზიკოსები, ქიმიკოსები, ბიოლოგები, ასტრონომები და ა.შ. არსებობს 5 ძირითადი, ისინი ჩამოთვლილი იყო ზემოთ. ლაზერული და ელექტრონული მოწყობილობები შესაძლებელს ხდის სურათების მიღებას, რომლებიც ასობით ათასი ჯერ აღემატება მათ ნამდვილ ზომებს. ეს საშუალებას გაძლევთ შეხედოთ უმცირეს ნაწილაკებსაც კი და გააკეთოთ ბევრი აღმოჩენა მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა სფეროში.
მიკროსკოპის მომზადება
გაკვეთილი „გამადიდებელი მოწყობილობების მოწყობილობა“არ არის ერთადერთი სასკოლო სასწავლო კურსში, რომელიც ეხება ასეთ მოწყობილობებთან მუშაობას. სტრუქტურასა და გამოყენების წესებთან ერთად, ბავშვებმა გასათვალისწინებლად უნდა ჩამოაყალიბონ მიკროპრეპარატების მომზადების ძირითადი ცოდნა.
ამისთვის გამოიყენება შემდეგი ელემენტები:
- სლაიდ მინა;
- საფარი;
- გაკვეთის ნემსი;
- ფილტრის ქაღალდი;
- საწვეთური;
- წყალი.
თუ საჭიროა, მაგალითად, ხახვის კანი დაათვალიეროთ, მაშინ ფრთხილად უნდა გაჭრათ იგი ნემსით და დადეთ მინის სლაიდზე თხელი ფენის სახით. თქვენ უნდა მოათავსოთ იგი პიპეტით წინასწარ ჩამოყალიბებულ წყალში. ზემოდან პრეპარატს აფარებენ თხელი გადასაფარებელი შუშით და მყარად დაჭერენ. ჭარბი სითხე ამოღებულია ფილტრის ქაღალდის შეხებით. ფრთხილად უნდა იყოთ, რომ არ იყოს ჰაერის ბუშტები საფარის ქვეშ, წინააღმდეგ შემთხვევაში მხოლოდ ისინი იქნება ხილული მიკროსკოპის ქვეშ.
ქარხნული წამლები ან დაფიქსირებული
„ცოცხალი“პრეპარატების წარმოების გარდა, სკოლებში ხშირად გამოიყენება მზა, ფიქსირებული პრეპარატები. ისინი ფერადი და უფრო ინფორმაციულად გაჯერებულია, რადგან ისინი დამზადებულია სპეციალური ტექნოლოგიების გამოყენებით ბუნებრიობის მაღალი ხარისხით. მათი აზრით, შეიძლება დაეუფლოს როგორც ცხოველების, ასევე მცენარეების ყველა ცნობილი სტრუქტურული ელემენტის მიკროსტრუქტურას. გარდა ამისა, ფიქსირებული პრეპარატები შესაძლებელს ხდის ბაქტერიების, მიკროსკოპული სოკოების, პროტოზოების და სხვა პატარა არსებების შესწავლას.
გამადიდებლების შესწავლა სკოლაში
როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, გამადიდებელი მოწყობილობები სკოლაში აუცილებლად ისწავლება. მე-6 კლასი არის მუშაობის პრინციპის, მოწყობილობების სტრუქტურის საფუძვლების დაუფლების დასაწყისი.
ასევე ამ პერიოდში ყალიბდება პრეპარატის დამოუკიდებლად განთავსება საგნის მაგიდაზე, შუქის დაჭერისა და გამოსახულების შემოწმების, ტიუნინგის დროს მაღალი გარჩევადობის მიღწევის უნარი. განათლების მომდევნო ეტაპებზე ბავშვები უკვე თავდაჯერებულად იყენებენ მიკროსკოპებსა და გამადიდებლებს სხვადასხვა კვლევებისთვის, რადგან სრულად ეუფლებიან მოწყობილობების გამოყენების ტექნიკას.
ლაბორატორიული სამუშაო სკოლაში მსუბუქი მიკროსკოპის გამოყენებით
რეალურად საკმაოდ ბევრი მათგანია. თითოეული მასწავლებელი თავად წყვეტს, რა ტიპის სამუშაოები უნდა შესრულდეს. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია აღჭურვილობის რაოდენობაზე და მის შესრულებაზე. ყველაზე გავრცელებული ლაბორატორიული ტესტები, რომლებიც საჭიროებენ გამადიდებლების გამოყენებას, არის:
- მცენარის ფოთლის სტრუქტურის შესწავლა.
- მცენარის ტრანსპირაციის პროცესის შესწავლა. სტომატის სტრუქტურა.
- Mould Hyphae.
- მცენარის სპორები, მათი სტრუქტურა.
- უჯრედის შინაგანი შემადგენლობის შესწავლა და სხვა.
