Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ
им. Н.Н. БУРДЕНКО"
|
|
КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКИ
Методические указания
студентам по теме лабораторного занятия
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК
ОПТИЧЕСКИХ МИКРОСКОПОВ М-9 и МБС-1.
Воронеж 2009
РАЗДЕЛ: ОПТИКА.
ТЕМА: Изучение физических параметров и характеристик оптических микроскопов М-9 и МБС-1.
ЦЕЛЬ: Рассмотреть принципы работы биологических микроскопов, механизм построения изображения в микроскопе. После выполнения работы студенты должны знать формулы для расчета увеличения и предела разрешения микроскопов, понятие угловой и числовой апертуры, специальные приемы оптической микроскопии.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ: Уметь определить с помощью микроскопов М-9 и МБС-1 размеры микрообъектов, использовать полученные теоретические знания для объяснения экспериментальных результатов и для понимания роли оптического микроскопа в изучении структуры функций биологических и гистологических объектов.
МОТИВАЦИЯ ТЕМЫ: Изобретение и применение оптических микроскопов в биологии и медицине послужило бурному развитию гистологии и цитологии, поскольку появились возможности визуализации клеточных и субклеточных структур; были открыты многочисленные возбудители болезней. В настоящее время оптическая микроскопия широко используется в диагностике целого ряда заболеваний и патологий.
I. Самостоятельная работа студентов во внеурочное время.
Задание 1.
Повторить теоретический материал школьного курса физики, раздел "Оптика" по следующей схеме:
1. Прямолинейное распространение света.
2. Преломление света.
3. Линза:
а) построение изображения в линзе;
б) формула тонкой линзы, увеличение линзы.
Задание 2.
Изучить теоретический материал занятия, используя рекомендованную литературу и настоящую разработку, по следующей логической структуре учебного материала:
1. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Аберрации линз:
а) условие перехода от волновой оптики к геометрической;
б) формулы тонкой линзы;
в) основные аберрации линзы (сферическая, астигматизм, дисторсия и хроматическая аберрация).
2. Оптическая система и устройство биологического микроскопа:
а) построение изображения в микроскопе;
б) микроскоп как центрированная оптическая система;
в) формула увеличения микроскопа;
г) схема биологического микроскопа МБС-1.
3. Разрешающая способность и полезное увеличение микроскопа. Понятие о теории Аббе:
а) предел разрешения микроскопа;
б) дифракционная теория разрешающей способности микроскопа, предложенная Аббе;
в) угловая и числовая апертура, формула предела разрешения микроскопа;
д) формула полезного увеличения микроскопа.
4. Некоторые специальные приемы оптической микроскопии:
а) измерение размеров микроскопических объектов с помощью микроскопа;
б) микропроекция и микрофотография;
в) метод фазового контраста;
г) ультрамикроскопия.
Средства для самоподготовки студентов во внеурочное время
1. Учебная и методическая литература
а) основная
– Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко. – М.: Дрофа, 2007. – С. 375-404.
– Ремизов А.Н. Курс физики / А.Н. Ремизов, А.Я. Потапенко. – М.: Дрофа, 2002. – С. 481-490
– Лекционный материал по разделу "Геометрическая и волновая оптика. Клинико-физиологическая оптика".
б) дополнительная
– Мякишев Г.Я. Физика: Учебник для 10 класса средней школы / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. – М.: Просвещение, 1987. – С. 123-125, 129-132, 137-144.
– Блохина М.Е. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике: учебное пособие / М.Е. Блохина, И.А. Эссаулова, Г.В. Мансурова. – М.: Дрофа, 2001. – С. 217-224.
2. Консультации преподавателей (еженедельно по индивидуальному графику).
Теоретический материал по теме занятия
Микроскоп является одним из важнейших лабораторных приборов в медицинских и биологических исследованиях. С помощью микроскопа можно измерять размеры малых объектов с достаточно высокой степенью точности.
Биологические микроскопы предназначены для исследований прозрачных препаратов в проходящем свете в светлом поле и применяются в медицинских, биологических, бактериологических и других лабораториях.
Микроскоп м-9
Микроскоп М-9 относится к сложным микроскопам. Схематическое изображение хода лучей в этом микроскопе представлено на рис. 1.
Рис. 1. Схематическое изображение хода лучей в микроскопе
Изображение А1В1 предмета АВ, созданное линзой объектива Об, находим согласно правилу построения изображения в тонкой линзе: луч 1, параллельный главной оптической оси, проходит после преломления в линзе через фокус, луч 2 через центр линзы идет без преломления; отрезок А1В1 расположен в передней фокальной плоскости окуляра. Лучи 1 и 2 доходят до линзы окуляра Ок и в ней преломляются. Чтобы показать ход этих лучей после преломления в окуляре, проведем следующее рассуждение. Все лучи, идущие из некоторой точки фокальной плоскости (например, А1), после преломления в линзе должны распространяться параллельно друг другу. Проведем из А1 луч А1D через центр линзы; лучи 1 и 2 после преломления в окуляре пройдут параллельно А1 D до встречи с глазом.
Пусть луч 1 проходит через объединенную узловую точку N глаза и потому без преломления дойдет до точки А2 сетчатки. В эту же точку сфокусируется луч 2. На сетчатке глаза получаем изображение А2В2 предмета АВ.
В современных оптических микроскопах объектив и окуляр состоят из системы линз, представляющей собой центрированную оптическую систему.