A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre TANULÓI KÍSÉRLET (45 perc) A kísérlet, mérés megnevezése, célkitűzései : A mikroszkóp felépítése és optikája Az egysejtű élőlények sejtjei és a többsejtű élőlények sejtjei is csak mikroszkóppal láthatóak. Az első mikroszkópot (görögül mikron = kicsi + szkopein = nézni) kb. 400 évvel ezelőtt alkották meg Jansen (1590)Leeuwenhoek (17.század), majd Robert Hooke. (A mikroszkópokról többet tudhatsz meg itt: http://hu.wikipedia.org/wiki/Mikroszk%C3%B3p és http://hu.wikipedia.org/wiki/Sejt) A mikroszkópoknak két csoportját különböztetjük meg: 1. fénymikroszkópok (optikai mikroszkópok) (1.ábra)– Fényhullámmal történik a képalkotás 2. elektronmikroszkópok (http://hu.wikipedia.org/wiki/Elektronmikroszk%C3%B3p) (2.ábra) – Nem fényhullámmal, hanem „elektronsugárzással”, az elektronhullámmal „világítja meg” a tárgyat. Az elektronsugárzás hullámhossza lényegesen kisebb a fénysugár hullámhosszánál, ami sokkal nagyobb nagyítást tesz lehetővé.
1. ábra: Régi típusú fénymikroszkóp
2.ábra Az 1933-ban Ernst Ruska által készített elektronmikroszkóp
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 1. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre Mi az ún. egyokuláros tanulói mikroszkóppal (ez egy fénymikroszkóp) (3.ábra) fogunk megismerkedni, illetve ennek az optikai leképezését modellezzük. A mikroszkóp felépítésének optikai modellje: A mikroszkóp több lencséből, ún. lencserendszerből épül fel: tárgylencse (objektív)- a vizsgált objektum felett lévő gyűjtőlencse „szemlencse” (okulár) – vizsgáló szeme előtt lévő gyűjtőlencse (egyéb gyűjtőlencsék a mikroszkóp tubusában)
3.ábra: A tanulói fénymikroszkóp felépítése
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 2. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre
4.ábra: A fénymikroszkóp optikai leképezése (Budó Ágoston) A mikroszkóppal különböző nagyítás érhető el. A nagyítását növelve ( 4x → 10x → 40x → 100x) a sejtek egyre nagyobbnak és élesebben látszódnak, bár a legnagyobb nagyításnál már nem biztos hogy minden metszetnél éles képet kapunk. Például ezt láthatod a mikroszkóp különböző nagyításánál a burgonya szárgumó keresztmetszetén:
4x 10x 40x 100x Ezeken a metszeteken a fénymikroszkóppal a sejtek alakja jól látszik, de az egyes sejtalkotók (pl. sejtmag) csak az elektronmikroszkópokkal lennének jól láthatóak. A vizsgálódás célja: A fénymikroszkóp felépítésének megismerése. A fénymikroszkóp optikai leképezésének modellezése. A fénymikroszkóp beállításának elsajátítása egy-egy kész szöveti metszet beállításával. Eszközszükséglet: 1 db tálca, 1 db egyokuláros tanulói mikroszkóp, 1 db kész növényi vagy állati szöveti metszet Optikai tanulókísérleti készletből: 1 db optikai pad, 4db csúszószorító, 3 db gyűjtőlencse: +50, +100, + 200 (mm fókusztávolságú), 1 db „üres” lencsetartó, 1 db diatartó, 1 db dia (mikroszkopikus tárgy)
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 3. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre
Eszközismertető, kísérletismertető: Először a mikroszkóp felépítésével fogunk megismerkedi. Másodszor összeállítjuk a mikroszkóp optikai leképezésének modelljét. Harmadszor a mikroszkóppal az éles kép beállítását gyakoroljuk kész szöveti metszetekkel., illetve rajzot készítünk a látottakról.
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 4. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre A mérés, kísérlet, megfigyelés menete: 1. feladat:A mikroszkóp felépítésének megismerése Vedd magad elé a mikroszkópot, s próbáld beazonosítani az alábbi ábra alapján az egyes részeit! szemlencse (1db)
elfordítható tárgylencsék (4X, 10X, 40X, 100X nagyítású)
tárgylemezt leszorító kar
tárgyasztal
fényforrás
durva beállító csavar
tárgyasztalmozgató-csavarok (2db)
finom beállító csavar
talapzat
Láthatod, hogy a tárgylencsékre számok vannak írva. Az első érték a nagyítást jelöli.
Ezzel a mikroszkóppal 4x, 10x, 40x és 100x nagyítás lehetséges.
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 5. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre 2. feladat: A mikroszkóp optikai leképzésének modelljének összeállítása Tedd a diatartót az üres lencsetartóba, majd tedd bele a vizsgálandó diát, amin a mikroszkopikus tárgy van! Tedd az optikai padra a 4 db csúszószorítót, rakd bele a gyűjtőlencséket és a diát az alábbi rajz alapján! (Az ábrán jelölt távolságokra helye zd az optikai padon a lencséket!) FIGYELEM! Ne erőltesd az egyes elemek összeállítását, mert eltörhetnek az eszközök! Ha nem megy, szólj a szaktanárnak !
Állítsd az optikai padot világos ablak (vagy fényforrás) irányába úgy, hogy a szemünk az optikai főtengelyen legyen! Állítgasd úgy az optikai rendszer elemeit , hogy a dián lévő képet élesen lásd! (Változtasd: a szem és az okulár távolságát, a lencsék távolságát!)
Tapasztalataidat írd le a munkafüzet 2. feladatánál!
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 6. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre 3. feladat: A mikroszkóp beállítása, kész metszet vizsgálata mikroszkóppal Tegyél a mikroszkópba egy kész metszetet, s próbáld a mikroszkópot beállítani a különböző nagyításoknál úgy, hogy éles képet kapj! o o
o
FIGYELEM! A tárgylemezeket két u jjal fogjuk meg, mert törékeny, vágási s érülést okozhat! FIGYELEM! A szemünket óvjuk az nyomástól, ütéstől a mikroszkóp használat során! Ha szemüveget viselsz , most VEDD LE, anélkül dolgozz! FIGYELEM! KÖVESD a mikroszkóphasználat lépéseit!
1. Kapcsold be a mikroszkópot, így a fényforrást is bekapcsolod! (A vezetéke legyen bedugva a hálózatba!) 2. Állítsd a durva beállító csavarral egymástól a legtávolabb a tárgyasztalt és a tárgylencsét (objektívet)! 3. Helyezd a tárgylemezt ( a metszetet) a tárgyasztalra!
4. Fordítsd a tárgylemez fölé a legkisebb nagyítású (4x) tárgylencsét (objektívet)! 5. A tárgyasztalon illeszd a tárgylemezt a fény útjába a tárgyasztalmozgató-csavarokkal!
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 7. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre 6. A tárgyasztalt közelítsd a tárgylencséhez addig, amíg csak lehet a „beállító-csavarral” úgy, hogy oldalról nézed, amit csi nálsz!
7. MOST NÉZZ BELE a szemlencsébe (okulárba)! 8. Élesítsd a képet FINOMAN (! )a beállító -csavarral („élesítő csavarral”) a tárgyasztal eltávolításával a tárgylencsétől úgy, hogy ne koppanjon a tárgylencse és a tárgylemez, mert eltörik.
9. A 2. lépéstől megismételve állítsd be az eggyel nagyobb (10x ) nagyítású tárgylencsét a lencsék átforgatásával, majd élesítsd a képet! 10. Ezt addig ismételd, amíg a legnagyobb nagyításig ( 40x és 100x ) eljutsz! Készíts rajzot a munkafüzet 3. feladatánál!
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 8. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre A kísérlethez kapcsolódó megfigyelések leírása A megfigyelés elvégzése után OLDD MEG az alábbi feladatokat! 1. feladat: Egészítsd ki az alábbi szöveget! A szövetes növényi és állati szervezet legkisebb anatómiai és működési egysége _____, amely ____méteres nagyságrendű, ezért szabad szemmel nem láthatóak. A mikroszkóp tulajdonképpen egy ______________, amellyel a tárgyról __________ képet készítünk. A mikroszkópoknak két fajtája van: a ____mikroszkópok és az _________mikroszkópok. A fénymikroszkóp látható ____hullámmal alkot képet, az elektronmikroszkóp az _____hullámmal, amely hullámhossza jóval _______ a látható fény hullámhosszánál, ezért ________ nagyítás érhető el vele. A tanulói mikroszkópok a ______mikroszkópok közé tartoznak, ezért egy-egy sejt jól látszik, de a legtöbb ____________sajnos ezzel nem láthatjuk. A tanulói mikroszkóp alapvetően a következő részekből áll:
A fénymikroszkópok lencséi: 1.________________ (más néven _________), amely a tárgy felett helyezkedik el (Ennél a mikroszkópnál _____ darab tárgylencse van.) 2.____________ (más néven _____), amely az emberi szem előtt helyezkedik el
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 9. oldal / 14
A mikroszkóp felépítése és optikája Fizika12Mikroszkópoptikája Összeállította: Törökné Török Ildikó Lektorálta: Dr. Hevesi Imre 2. feladat: Jelöld az alábbi ábrán azokat a távolságokat, ahol a diát élesen láttad a mikroszkóp optikai modelljében!
3. feladat: Rajzold le a mikroszkópban látott képeket a különböző nagyításoknál! A metszet neve: _______________________________________
4X nagyítás 10X nagyítás A rajzodon jól láthatóan jelölj meg egy tetszőleges sejtet! Felhasznált szakirodalom: nyomtatott szakirodalom: o Dr. Budó Ágoston – Dr. Mátrai Tibor: Kísérleti Fizika III. (Optika és Atomfizika) o Dr. Németh Endre: Biológiai kézikönyv (Szeged, 2003.) o Dr. Lénárd Gábor: Biológiai laboratóriumi vizsgálatok (tankönyvkiadó, Budapest, 1987.) internetes hivatkozások: o http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/novenyek_gombak/ch04.html) o http://hu.wikipedia.org/wiki/Mikroszk%C3%B3p o http://hu.wikipedia.org/wiki/Elektronmikroszk%C3%B3p o http://hu.wikipedia.org/wiki/Sejt
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 10. oldal / 14
