Методы изучения природы

Вопрос 1. Перечислите основные методы изучения природы.

К основным методам изучения природы относят: наблюдение, эксперимент и измерение.

Вопрос 2. Чем различаются наблюдение и эксперимент?

Эксперимент отличается от метода простого наблюдения прежде всего своими задачами. С помощью эксперимента мы по преимуществу объясняем изучаемые явления, тогда как с помощью наблюдения по преимуществу описываем их. Это не значит, что нельзя вскрыть некоторые закономерности явлений и путем их наблюдения. Можно указать примеры выдающихся исследований, в которых вскрыты определенные законы явлений, а между тем исследователи пользовались при этом только методом простого наблюдения. Однако большинство закономерностей, которые познаются при изучении тех или других явлений, вскрываются только с помощью эксперимента.

Вопрос 3. Какие увеличительные приборы вы знаете? Что в них общего?

К увеличительным приборам относят: лупу, бинокль, микроскоп, телескоп.

Они помогают нам познавать мир и видеть объекты, которые при обычных обстоятельствах человеку трудно было бы наблюдать. Еще все эти приборы объединяет то, что в основе их строения лежат линзы и системы линз.

Вопрос 4. Ученые каких специальностей используют для своих наблюдений телескоп? А кто пользуется лупой?

Астрономы, чтобы наблюдать за небесными телами, используют телескопы, а вот ботаники, зоологи пользуются лупами.

Вопрос 7. Какие измерения проводят при изучении природы?

Очень часто при изучении природы применяют еще один метод – измерение. Измеряют, к примеру, размеры и массу тел, их температуру, скорость движения, время протекания определенных явлений. Чтобы это определить, подсчитывают, сколько раз встретились животные, их следы, норы или гнезда на определенном участке. Численность птиц определяют весной по их голосам.

Вопрос 8. Назовите известные вам измерительные приборы. Что можно измерять при помощи секундомера? А с помощью весов?

Для измерений используют измерительные приборы: линейку, весы, термометр, секундомер или часы и др. Биологам нередко нужно знать численность животных того или иного вида на какой-нибудь территории.

С помощь секундомера можно измерить продолжительность того или иного явления, а с помощью весов – массу исследуемого объекта.

Вопрос 9. Какие единицы измерения из правого столбика соответствуют величинам, приведенным в левом столбике?

Вопрос 10. Используя дополнительную литературу и ресурсы сети Интернет, подготовьте сообщение об истории открытия микроскопа или увеличительных приборов вообще (микроскопа, телескопа и др.)

История открытия микроскопа

В современном научном мире огромной популярностью пользуется такой прибор, как микроскоп. Сфера микроскопии стремительно развивается, от момента создания до сегодняшних дней микроскопы модифицировались от простой лупы до сверхмощных электронных моделей. Однако и в настоящее время не ясно, кто изобрел первый микроскоп.

Прежде чем был изобретен первый микроскоп, в 300-х годах до н. э. были обнаружены оптические свойства некоторых изогнутых поверхностей. В своих трактатах Евклид изложил проведенные оптические исследования, где говорил об отражении и преломлении света, тем самым объясняя некоторое зрительное увеличение предметов. Кроме того, Птолемей, живший во второй половине второго века, в собственной работе "Оптика" описал оптические характеристики воспламеняющих стекол. Однако в то время увеличительная способность некоторых предметов не нашла практического применения.

Только спустя века полученные результаты были применены на практике. Ханс Янсен и его сын Захарий в 1950 году соорудили первую модель микроскопа: они поместили две линзы в одну трубку, тем самым получив увеличение в 5-10 раз.

Позднее, в 1610 году, Галилей обнаружил, что если сильно раздвинуть изобретенную им зрительную трубу, то можно значительно увеличить мелкие предметы. Таким образом, Галилей стал считаться изобретателем первого микроскопа, который состоял из двух линз: отрицательной и положительной.

С этого времени начинаются стремительные исследования в области микроскопии. Создаются новые приборы в Англии, Италии, Дании. В 1625 году Фабер предлагает термин "микроскоп".

17 век известен произошедшей научно-технической революцией, ставшей прочным фундаментом современных наук: медицины, биологии, математики, физики. В это время делаются грандиозные открытия и совершаются великие изобретения. Именно тогда первые созданные микроскопы претерпели сильные изменения и стали неотъемлемой частью любого исследователя того времени. Но удивительно, что никто не может точно сказать, кто изобрел микроскоп в 17 веке, кого именно считать заслуженным создателем этого важного прибора.

Существует мнение, что создателем более совершенного микроскопа стоит считать А. Кирхера, который в своем сочинении (1646 год) описал прибор, названный им "блошиным стеклом".

Такой микроскоп состоял из лупы, закрепленной в медной основе, державшей предметный столик, который в свою очередь служил для помещения изучаемого объекта. Внизу находилось плоское зеркало, благодаря которому солнечные лучи отражались и освещали предмет снизу. Исследователь мог передвигать лупу при помощи винта, настраивая изображение так, чтобы объект был виден четко и ясно. Такой микроскоп стал основой современного светового микроскопа.

Большим шагом в развитии микроскопов стало создание системы окуляров голландским исследователем К. Гюйгенсом. Изобретение позволило получать ахроматическое, то есть бесцветное изображение, благодаря чему увеличилась отчетливость изучаемых предметов. В начале 17 века К. Дребель создал сложный микроскоп, который состоял из двух линз: первая линза как объектив была обращена к предмету, а вторая - к глазу наблюдателя. В качестве объектива использовались двояковыпуклые стекла, которые давали увеличенное, но перевернутое изображение. В 1661 году Роберт Гук усовершенствовал такой микроскоп, добавив в него третью линзу. Этот тип получил наибольшую популярность и стал базовой моделью для большинства микроскопов вплоть до середины 18 века.

Считается, что именно Антоний Ван Левенгук является человеком, кто изобрел микроскоп, поскольку его исследования внесли огромный вклад как в развитие

Левенгук родился в Нидерландах в городе Дельфте в 1632 году. Он занимал должность привратника в ратуше, а в свободное время занимался шлифованием линз. Левенгук называл свои линзы "микроскопиями"; они были маленькими, но давали поразительное увеличение — в 300-400 раз.

Пользуясь изготовленными линзами, Левенгук стал изучать самые разные объекты, создав собственный микроскоп, включавший всего одну сферическую линзу небольшого размера. Посмотрев однажды через него на грязную каплю воды, он увидел несметное количество мельчайших живых существ и сделал вывод, что существует некая микроскопическая жизнь.

Начав ее изучение, Левенгук положил начало новой науке — микробиологии. Представив свое открытие в 1861 году Лондонскому королевскому обществу, Левенгук получил почетное звание величайшего исследователя и изобретателя микроскопов.

В настоящее время изобретенные ранее микроскопы претерпели значительные изменения, появились новые модели, использующие для получения изображения не свет, а потоки электронов, или даже лазерное излучение. Появляются методики, основанные на квантовых свойствах света. Разрабатываются методики, которые используют компьютерные вычисления для получения изображения. Создаются микроскопы, изображение на которых получают при помощи когерентности света. Сегодня микроскоп – это важнейший прибор в жизни исследователей естественных наук. Его применяют и в биологии, и в химии, и в физике.