Bir damla sudan yapılmış mikroskop. Çizim, açıklama

ÇOCUK BİLİMSEL LABORATUVARI
Ücretsiz kütüphane / Rehber / Çocuk Bilim Laboratuvarı

Bir damla sudan yapılmış mikroskop. Çocuk bilim laboratuvarı

Çocuk Bilim Laboratuvarı

Yedinci sınıf öğrencisi Sasha Putyatin, Moskova yakınlarındaki bilim adamları şehri Dubna'da yaşıyor ve fizikle çok ilgileniyor. Bir gün popüler bir bilim kitabını karıştırırken ilginç bir resimle karşılaştı. Bazı topları tasvir ediyordu ve altında bir başlık vardı: "Elektron mikroskobu kullanılarak elde edilen moleküllerin fotoğrafı." Fizik ders kitabını zihninde çeviren çocuk, hızla başka, tanıdık bir resim hayal etti: bir tel parçası ve içinde eksi işareti olan hareketli noktalar - elektronlar. Bu parçacıkları kullanarak fotoğraf çekmeyi nasıl başardınız? Ve Sasha, merdiven boşluğundaki komşusu Andrei Guryev'e açıklama yapmak için koştu. Andrey onuncu sınıfta ve fizik bölümünde üniversiteye girmeye hazırlanıyor. Sasha için daha iyi bir danışman düşünmek zor...

-Elektron mikroskobuyla ilgileniyor musunuz? - Andrey sordu. - Normal olanın nasıl çalıştığını biliyor musun?

- Neden bu kadar karmaşık? - diye bağırdı Sasha. - Birkaç lens alıyorsunuz, bunları tüpe yerleştiriyorsunuz - işte bir mikroskobunuz var!

Andrey güldü:

- Gerçekten ne kadar basit! Aynı anda hem mikroskop hem de teleskop! Ama şaka bir yana. Tek mercekten mikroskop yapabileceğinizi düşünüyor musunuz?

- Bunu biliyorum. Tek bir mercek olduğunda, böyle bir cihaza büyüteç denir.

- Sağ. Peki bir göletin mikro popülasyonunu ilk gören Hollandalı biyolog Antonie van Leeuwenhoek'in büyüteç kullandığını ve bu cihazın artık Leeuwenhoek mikroskobu olarak adlandırıldığını biliyor muydunuz? Üstelik sıradan bir modern mikroskopla aynı büyütme oranına sahipti.

- Sadece bir tanesi yeterliyse, neden çok mercekli mikroskop yaptıkları açık değil mi?

- Bu çok ilginç bir soru. Hadi çözelim...

İnsan gözü, bu yapının iki elemanı arasındaki mesafenin 0,08 mm'den büyük olması durumunda ince yapıyı ayırt edebilir. Ancak hayat, nesneleri çok daha ince bir yapıya sahip olarak düşünmeyi gerektiren sorunlar doğurur. Optik aletlerin kurtarmaya geldiği yer burasıdır. Tek bir mercekle elde edilebilecek büyütme 250/f olarak tanımlanır; burada f, merceğin milimetre cinsinden ölçülen odak uzaklığıdır. Ve merceğin odak uzaklığı f = r/(n-1) formülüyle belirlenebilir; burada r, mercek yüzeyinin eğrilik yarıçapıdır (basitlik açısından merceğin aynı eğrilik yarıçapına sahip olduğunu varsayacağız). ön ve arka yarılar için), n, merceğin yapıldığı malzemenin kırılma indisidir. Örneğin sıradan camdan yapılmışsa, o zaman n = 1,5 olur ve merceğin odak uzaklığı ile eğriliğinin yarıçapı aynı büyüklükte olacaktır. Bu, 100 kat büyütme elde etmek için 5 mm çapında bir cam küre almanız gerektiği anlamına gelir. Görüntünün bozulmasını önlemek için, gözlenen nesne ile mercek arasına çapı topun çapından yaklaşık 10 kat daha küçük olan bir diyaframın yerleştirilmesi gerekecektir. Ayrıca diyaframın merceğe mümkün olduğunca yakın ayarlanması gerekir. Aynı büyütme oranına sahip iki mercekli bir sistem oluşturmak istiyorsak daha uzun odak uzaklığına sahip mercekler kullanabiliriz...

- Böyle bir plan nasıl işleyecek? - Sasha sabırsızca arkadaşının sözünü kesti.

- Bu nasıl. Birinci merceğin (objektifin) büyüttüğü bir cisme, başka bir merceğin (göz merceği) yardımıyla sanki bir büyüteçmiş gibi bakılır. Böyle bir sistemin toplam büyütmesi, objektif büyütme ile göz merceği büyütmesinin çarpımıdır.

- Bu harika! Bu, üçüncü bir mercek eklerseniz toplam büyütmenin yeniden artacağı anlamına gelir! Ve eğer dördüncüsü...

- Dur Sashok, üçüncü mercekle başaramayacaksın. Ve bu yüzden. İkinci merceğin büyüttüğü görüntü göze en iyi görüş mesafesinde bulunmaktadır (en iyi görüş mesafesi bildiğiniz gibi 250 mm'dir). Büyüteç olarak kullanacağınız üçüncü merceğin de etkili bir şekilde çalışabilmesi için söz konusu cismin odağına yakın olması gerekir. Bu, üçüncü merceğin odak uzunluğunun 250 mm'ye yakın olması gerektiği anlamına gelir - ancak bu durumda büyütme 250/250 = 1'e eşit olacaktır...

Yani üçüncü mercek çalışmayacaktır. Ancak bu bizi yıldırmamalı. Sonuçta mikroskobun büyütülmesi hala sınırsız olamaz. Ve bunun nedeni hiç de lens yapmanın zorluğu değil. Sen ve ben ışığın dalga özelliklerini tamamen unuttuk. Nesnemizi aydınlatan ışığın çok özel bir dalga boyu vardır. Mikroskobun büyütme oranını daha da artırmak için daha kısa dalga boylu radyasyona geçmeniz gerekir. Elbette, herhangi bir maddi parçacığın hem dalga hem de parçacık özelliklerine sahip olduğunu biliyorsunuz. Elektron hem parçacık hem de dalgadır. Konuşmamızın başladığı elektron mikroskobunda kullanılan şey budur. Sonuçta elektronun dalga boyu görünür ışığın dalga boyundan çok daha kısadır. Ve böyle bir mikroskobun cam mercekleri yerine elektromanyetik mercekleri vardır. Elektron mikroskoplarının büyütmesi yüzbinlerce kattır. Hatta tek tek molekülleri ve bazı durumlarda atomları bile görebilirsiniz!

- Andrey, haydi elektron mikroskobu yapalım! - Sasha aydınlandı.

- Hayır, bunu yapamayız. Ama basit bir ışık mikroskobu yapabiliriz.

- Ama kısa odaklı lenslerimiz yok...

Bunu yapmak için kırılma indisi havanınkinden büyük olan bir malzemeden küçük bir top yapmamız gerekiyor. Mesela... sudan! Bunu yapmak için ince bir metal levha alın ve içine küçük bir delik açın. Kenarlar parafin ile ovulmalıdır. Şimdi deliğe su damlatırsanız küçük bir top oluşacaktır - sonuçta su parafini ıslatmaz. İhtiyacımız olan lens bu.

- Böyle bir mikroskop çok hassas ve kaprisli olmaz mıydı? Muhtemelen üzerinde çalışmak pek uygun olmayacaktır.

- Ancak saha koşullarında bundan daha iyi bir şey düşünemezsiniz. Bir düşünün: bu sadece üzerinde delik olan metal bir plaka! Plakaya farklı çaplarda delikler açarsanız farklı büyütme oranlarına sahip mikroskoplar oluşturabilirsiniz. Ayrıca göz merceği olarak sıradan bir büyüteç kullanırsanız, iki mercekli bir sistem elde edersiniz.

- Lensi daha dayanıklı hale getirmek hâlâ mümkün mü?

- Peki, eğer ısrar ediyorsan, daha güçlü bir malzemeden yapalım. Mesela camdan yapılmış...

- Camdan nasıl yapılmış? - Sasha şaşırdı. - Kırılabilir! Bunu nasıl işleyeceğiz?

- Ateş camımızı parlatacak. İnce bir cam çubuk yavaşça brülör alevine indirilirse, çubuğun ucunda bir top oluşacaktır çünkü yüzey gerilimi kuvvetleri, sıvı cam da dahil olmak üzere herhangi bir sıvının yüzeyine etki eder. Burada hazır, dayanıklı bir lensiniz var!

İki genç araştırmacı arasında çok ilginç bir sohbet yaşandı. Belki siz de Andrei Guryev'in tavsiyelerinden faydalanmak ve kendinize böyle bir gezici mikroskop yapmak istersiniz?

Yazarlar: S. Valyansky, I. Nadosekina

İlginç makaleler öneriyoruz bölüm Çocuk Bilim Laboratuvarı:

▪ Kızıl güneş doğacak

▪ Tek camsız teleskop

▪ pil yapmak

Diğer makalelere bakın bölüm Çocuk Bilim Laboratuvarı.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine 02.05.2024

Modern tarımda, bitki bakım süreçlerinin verimliliğini artırmaya yönelik teknolojik ilerleme gelişmektedir. Hasat aşamasını optimize etmek için tasarlanan yenilikçi Florix çiçek seyreltme makinesi İtalya'da tanıtıldı. Bu alet, bahçenin ihtiyaçlarına göre kolayca uyarlanabilmesini sağlayan hareketli kollarla donatılmıştır. Operatör, ince tellerin hızını, traktör kabininden joystick yardımıyla kontrol ederek ayarlayabilmektedir. Bu yaklaşım, çiçek seyreltme işleminin verimliliğini önemli ölçüde artırarak, bahçenin özel koşullarına ve içinde yetişen meyvelerin çeşitliliğine ve türüne göre bireysel ayarlama olanağı sağlar. Florix makinesini çeşitli meyve türleri üzerinde iki yıl boyunca test ettikten sonra sonuçlar çok cesaret vericiydi. Birkaç yıldır Florix makinesini kullanan Filiberto Montanari gibi çiftçiler, çiçeklerin inceltilmesi için gereken zaman ve emekte önemli bir azalma olduğunu bildirdi. ... >>

Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop 02.05.2024

Mikroskoplar bilimsel araştırmalarda önemli bir rol oynar ve bilim adamlarının gözle görülmeyen yapıları ve süreçleri derinlemesine incelemesine olanak tanır. Bununla birlikte, çeşitli mikroskopi yöntemlerinin kendi sınırlamaları vardır ve bunların arasında kızılötesi aralığı kullanırken çözünürlüğün sınırlandırılması da vardır. Ancak Tokyo Üniversitesi'ndeki Japon araştırmacıların son başarıları, mikro dünyayı incelemek için yeni ufuklar açıyor. Tokyo Üniversitesi'nden bilim adamları, kızılötesi mikroskopinin yeteneklerinde devrim yaratacak yeni bir mikroskobu tanıttı. Bu gelişmiş cihaz, canlı bakterilerin iç yapılarını nanometre ölçeğinde inanılmaz netlikte görmenizi sağlar. Tipik olarak orta kızılötesi mikroskoplar düşük çözünürlük nedeniyle sınırlıdır, ancak Japon araştırmacıların en son geliştirmeleri bu sınırlamaların üstesinden gelmektedir. Bilim insanlarına göre geliştirilen mikroskop, geleneksel mikroskopların çözünürlüğünden 120 kat daha yüksek olan 30 nanometreye kadar çözünürlükte görüntüler oluşturmaya olanak sağlıyor. ... >>

Böcekler için hava tuzağı 01.05.2024

Tarım ekonominin kilit sektörlerinden biridir ve haşere kontrolü bu sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Hindistan Tarımsal Araştırma Konseyi-Merkezi Patates Araştırma Enstitüsü'nden (ICAR-CPRI) Shimla'dan bir bilim insanı ekibi, bu soruna yenilikçi bir çözüm buldu: rüzgarla çalışan bir böcek hava tuzağı. Bu cihaz, gerçek zamanlı böcek popülasyonu verileri sağlayarak geleneksel haşere kontrol yöntemlerinin eksikliklerini giderir. Tuzak tamamen rüzgar enerjisiyle çalışıyor, bu da onu güç gerektirmeyen çevre dostu bir çözüm haline getiriyor. Eşsiz tasarımı, hem zararlı hem de faydalı böceklerin izlenmesine olanak tanıyarak herhangi bir tarım alanındaki popülasyona ilişkin eksiksiz bir genel bakış sağlar. Kapil, "Hedef zararlıları doğru zamanda değerlendirerek hem zararlıları hem de hastalıkları kontrol altına almak için gerekli önlemleri alabiliyoruz" diyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

İki uzay-zaman kristali arasındaki etkileşim 26.08.2020

Bilim adamları, bilim tarihinde ilk kez, "uzay-zamansal kristaller" olarak bilinen özel bir kuantum durumundaki iki maddesel oluşumun etkileşimine tanık olmayı başardılar.

Bu başarının sonuçları, uzay-zaman kristallerinin yapısının değişen çevresel koşullardan bağımsız olarak sabit kalması ve tutarlılığını koruması nedeniyle kuantum bilgisinin işlenmesi için yeni teknolojilerin temeli olabilir. Ve yüzlerce ve binlerce kuantum biti, kübitten oluşan güçlü kuantum bilgisayarların işlemcilerinin güvenilir çalışmasını sağlayabilen bu kararlılıktır.

Uzay-zaman kristallerinin, birbirine bağlı atomlardan oluşan ve uzayda tekrar eden bir kafes yapısı oluşturan sıradan kristallerle pratikte hiçbir ortak yanı yoktur. Uzay-zaman kristallerinin varlığının teorik olasılığı, 2012'de Nobel ödüllü Frank Wilczek tarafından doğrulandı ve zaten 2016'da bilim adamları, ilk gerçek uzay-zaman kristalinin parçacıklarının davranışını yaratmayı ve gözlemlemeyi başardılar.

Uzay-zaman kristallerini oluşturan parçacıklar sürekli hareket halindedir, salınım yapar, döner ve farklı yönlerde hareket ederler. Ancak, böylesine karmaşık bir harekete rağmen, kesin olarak tanımlanmış aralıklarla, herhangi bir dış etkiye bakılmaksızın tüm kristalin yapısı orijinal formuna geri döner.

Lancaster ve Yale Üniversitesi, Büyük Britanya, Aalto Üniversitesi, Helsinki Üniversitelerinden uluslararası bir bilim adamları ekibi, çekirdeğinde bir nötronun bulunduğu nadir bir helyum izotopu olan helyum-3 ortamında uzay-zaman kristalleri yarattı. eksik. Süperakışkan helyum-3, mutlak sıfırın (0,0001K veya -273,15 santigrat derece) üzerinde bir derecenin on binde biri olan bir sıcaklığa soğutulmuştur. Ve böyle bir soğutmadan sonra elde edilen süper akışkan sıvıda (süper akışkan) bilim adamları, birbirini hafifçe "etkileyen" iki kristali indüklemeyi başardılar.

Bilim adamları, özel ekipman kullanarak süper akışkanın hacmine baktıklarında, iki kristalin birbiriyle etkileşime girdiğini gördüler. Bir kristalden gelen parçacıklar, yapısını bozmadan, sürekli olarak başka bir uzay-zaman kristaline akar ve bir süre sonra Josephson etkisi olarak bilinen bir süreçte geri döner.

Diğer ilginç haberler:

▪ Ay'ın atmosferinde neon bulundu

▪ Akıllı telefon iQOO U5e

▪ İzleme fonksiyonlu akıllı güvenlik kamerası

▪ Isıtmalı mikrofon

▪ Pamuk atıklarından biyolojik olarak parçalanabilen plastik

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ site bölümü Ve sonra bir mucit (TRIZ) ortaya çıktı. Makale seçimi

▪ makale Boynuzlar ve toynakları. Popüler ifade

▪ makale Mantar neden yüzer? ayrıntılı cevap

▪ makale Arakatsiya. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri

▪ makale Mantık çiplerinde kapasitans ölçer. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

▪ makale Cevap önceden biliniyor. Odak sırrı

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri