Какие измерительные приборы бывают в биологии

Онлайн тесты и шпаргалки по истории Казахстана

Онлайн тесты и шпаргалки по Всемирной истории.

Онлайн тесты и шпаргалки по математике.

Онлайн тесты и шпаргалки по химии.

Онлайн тесты и шпаргалки по физике.

Онлайн тесты и шпаргалки по биологии.

Онлайн тесты и шпаргалки по географии.

Онлайн тесты и шпаргалки по русскому языку.

Многое уже позади и теперь ты — выпускник, если, конечно, вовремя напишешь дипломную работу. Но жизнь — такая штука, что только сейчас тебе становится понятно, что, перестав быть студентом, ты потеряешь все студенческие радости, многие из которых, ты так и не попробовал, всё откладывая и откладывая на потом. И теперь, вместо того, чтобы навёрстывать упущенное, ты корпишь над дипломной работой? Есть отличный выход: скачать нужную тебе дипломную работу с нашего сайта — и у тебя мигом появится масса свободного времени!
Дипломные работы успешно защищены в ведущих Университетах РК.
Стоимость работы от 20 000 тенге

Курсовой проект — это первая серьезная практическая работа. Именно с написания курсовой начинается подготовка к разработке дипломных проектов. Если студент научиться правильно излагать содержание темы в курсовом проекте и грамотно его оформлять, то в последующем у него не возникнет проблем ни с написанием отчетов, ни с составлением дипломных работ, ни с выполнением других практических заданий. Чтобы оказать помощь студентам в написании этого типа студенческой работы и разъяснить возникающие по ходу ее составления вопросы, собственно говоря, и был создан данный информационный раздел.
Стоимость работы от 2 500 тенге

В настоящее время в высших учебных заведениях Казахстана и стран СНГ очень распространена ступень высшего профессионального образования, которая следует после бакалавриата — магистратура. В магистратуре обучаются с целью получения диплома магистра, признаваемого в большинстве стран мира больше, чем диплом бакалавра, а также признаётся зарубежными работодателями. Итогом обучения в магистратуре является защита магистерской диссертации.
Мы предоставим Вам актуальный аналитический и текстовый материал, в стоимость включены 2 научные статьи и автореферат.
Стоимость работы от 35 000 тенге

После прохождения любого типа студенческой практики (учебной, производственной, преддипломной) требуется составить отчёт. Этот документ будет подтверждением практической работы студента и основой формирования оценки за практику. Обычно, чтобы составить отчёт по практике, требуется собрать и проанализировать информацию о предприятии, рассмотреть структуру и распорядок работы организации, в которой проходится практика, составить календарный план и описать свою практическую деятельность.
Мы поможет написать отчёт о прохождении практики с учетом специфики деятельности конкретного предприятия.

источник

В ходе этого урока мы познакомимся с оборудованием, с помощью которого ученые и не только проводят свои исследования.

Тема: Человек на Земле

Урок: Оборудование для научных исследований

Для наиболее эффективного изучения естественных наук используются различные средства и методы, в число которых входит вспомогательное оборудование.

Оно необходимо для проведения лабораторных, практических работ, а также для постановки экспериментов. Условно все оборудование для научных работ можно разделить на 3 группы:

3. Лабораторное оборудование

Увеличительные приборы необходимы для того, чтобы увеличивать в размерах даже самые мельчайшие объекты и предметы.

Наиболее просто устроенным увеличительным предметом являются лупы (Рис. 1). Лупы бывают ручные и штативные. В любом случае, основной частью лупы является линза, выпуклая с двух сторон. Ручная лупа имеет 1 линзу, вставленную в оправу, и у нее имеется специальная ручка. Лупу приближают к предмету до того момента, пока изображение не будет достаточно четким. Штативные лупы имеют 2 линзы, которые прикрепляются на специальном штативе. И такая лупа дает большее увеличение. Если ручная лупа дает увеличение до 10 раз, то штативная — до 20-25 раз.

Более сложно устроенным увеличительным прибором является микроскоп (Рис. 2). В школе, как правило, используют световой микроскоп, дающий увеличение в 3600 раз. Основной частью микроскопа является тубус – это длинная зрительная трубка. С одного конца находится окуляр, с другой – объективы. Тубус прикрепляется к штативу. К нему же присоединяется и предметный столик. На предметном столике имеются специальные зажимы, куда помещается предметное стеклышко с рассматриваемым предметом. Также в нем есть отверстие. Под предметным столиком располагается зеркало, которым можно улавливать и направлять свет. И этот свет как раз проходит через отверстие в предметном столике. Кроме светового на данный момент используются атомные и электронные.

К увеличительным приборам, помимо названных, также относятся бинокль, телескоп и многие другие.

Если во время исследования нам необходимо определить длину, величину, температуру, то используют измерительные приборы (Рис. 3).

Каждый измерительный прибор имеет свою шкалу. Она может быть подписана или не подписана. Самое маленькое расстояние между делениями называется ценой деления (Рис. 4).

Одной из измерительных принадлежностей является линейка. Она применяется для небольших измерений, вычислений, геометрических построений. Зачастую на линейке помещается дополнительная информация. А те ученые, которые занимаются картографией, имеют встроенные в линейки лупы с линзами, которые перемещаются вдоль нее.

Еще одним измерительным прибором является секундомер (Рис. 5). В 19 веке он имел всего лишь одну секундную стрелку. Отсюда его название. Сейчас же, помимо секунд, можно измерять и доли секунды, и даже часы. Самое главное, что все секундомеры имеют электронное или механическое устройство, а также кнопки пуска, остановки и возврата к 0.

Для научных исследований часто применяют термометры. Есть механические, жидкостные, газовые и ртутные термометры (Рис. 6).

На рисунке ниже приведено строение медицинского термометра (Рис. 7). При повышении температуры ртуть расширяется и поднимается вверх по стеклянной трубке. Он измеряет температуру от 35 до 43,5 градусов.

Также используют тонометр для измерения давления (Рис. 8).

Весы – для измерения веса (Рис. 9).

Также в школе используется лабораторное оборудование и посуда, необходимые для проведения опытов и экспериментов.

Лабораторная посуда бывает самая различная (Рис. 10). Например, стеклянная. Наиболее часто используемой является пробирка, в которой проводят смешивание химических веществ. Также есть стеклянная палочка для перемешивания различных веществ.

Часовое стекло, на котором можно разглядывать твердые вещества и накрывать посуду во время синтеза (Рис. 11).

Также есть воронки для фильтрации и переливания вещества (Рис. 12).

Кроме стеклянной посуды имеется также фарфоровая. К ней относят, прежде всего, специальную чашечку с пестиком, в которой измельчают твердые вещества. Также используют чашечки для выпаривания веществ и измерительные приборы (мерные стаканы, колбы, пипетки, пробирки, цилиндры) (Рис. 14).

К лабораторному оборудованию также относят специальный штатив, к которому крепят пробирки, шпатели, держатели, термометры, спиртовки (Рис. 15), электрические плитки и т. д.

Изобретение микроскопа

Это открытие, прежде всего, связано с развитием оптики. В 1595 году Захариус Янсон впервые сумел смонтировать нечто подобное микроскопу (Рис. 16). Но увеличение оно давало от 3 до 10 раз. Автор постоянно совершенствовал свое изобретение.

В 1609 году Галилео Галилей немного изменил свою зрительную трубку и научился изменять расстояние между окуляром и объективом. И впервые стал ее использовать как своеобразный микроскоп.

В 1625 году впервые был предложен термин «микроскоп». Его ввел Фабер. А в 1665 году Антони Ван Левенгук рассмотрел строение растительной клетки. И описал строение своего более усовершенствованного микроскопа (Рис. 17).

В 1681 году Роберт Гук открыл животные микроорганизмы. Увеличение его микроскопа было в 270 раз. Вот что он описывал:

Первое упоминание о весах относится ко 2 тысячелетию до н.э. Считается, что они появились в древнем Вавилоне и Египте. Это были равноплечие весы с двумя подвешенными чашами (Рис. 19).

А уже позднее появились неравноплечие весы с передвижной гирей (Рис. 20).

В 12 веке были созданы весы с погрешностью 0,1%. Они использовались для обнаружения фальшивых монет и камней.

Галилео Галилей создал гидростатические весы для определения плотности.

С момента появления весов людей всегда интересовал вопрос об их точности. И поэтому в России в 996 году князь Владимир водит единую меру весов.

В 12 веке в указе князя Всеволода было сказано о ежегодной проверке весов.

В 1723 году в указе Петра первого тоже появляются сведения о весах. Он говорит:

В 1841 году на территории Петропавловской крепости было построено здание – своеобразное депо мер и весов. Туда приносили проверять свои весы все торговцы.

В 1918 году был принят декрет о введении международной метрической десятичной системы мер и весов. За основу единицы веса был принят килограмм.

Список рекомендованной литературы

1. Мельчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Природоведение: учеб. для 3, 5 кл. сред. шк. – 8-е изд. – М.: Просвещение, 1992. – 240 с.: ил.

2. Бахчиева О.А., Ключникова Н.М., Пятунина С.К. и др. Природоведение 5. – М.: Учебная литература.

3. Еськов К.Ю. и др. Природоведение 5 / Под ред. Вахрушева А.А. – М.: Баласс.

Рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Рекомендованное домашнее задание

1. На какие группы разделяют оборудование для научных исследований?

2. Какие существуют увеличительные приборы?

3. Какие существуют измерительные приборы?

4. * Подготовьте небольшое сообщение об истории изобретения и совершенствования какого-либо оборудования для научных исследований на Ваш выбор.

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

источник

Методы исследования в биологии. Люди с древнейших времён изучали окружающую их природу, используя различные методы (от греческого «методос» — способ познания, путь). К основным методам относятся наблюдение, эксперимент (опыт) и измерения.

Наблюдение — восприятие природных объектов или явлений с помощью органов чувств. В ходе наблюдения объекта или явления человек лишь фиксирует результаты, не вмешиваясь в сам процесс. Например, наблюдения за сезонными периодическими явлениями в жизни растений и животных, которые изучает фенология (от греческих слов «файно» — являю и «логос»).

Эксперимент — наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, которые позволяют установить, как те или иные условия влияют на объект или явление. Например, мы можем поставить эксперимент, который позволит выяснить, какие условия необходимы для прорастания семян разных растений.

Результаты, полученные в ходе наблюдений и экспериментов, должны быть проверены и подтверждены новыми наблюдениями и экспериментами. Только после этого они могут считаться научными фактами.

При проведении наблюдений и экспериментов всегда проводятся измерения. Каждый из вас неоднократно измерял длину и ширину тел, время, температуру, расстояние, скорость движения и т. д. Именно анализ и сравнение измерений, полученных при проведении наблюдений и экспериментов, позволяют выявить определённые закономерности .

С другими методами биологических исследований вы познакомитесь в старших классах.

Приборы и инструменты. В современных биологических лабораториях используются самые различные, иногда очень сложные и дорогие, приборы и инструменты (рис. 4). В школе при проведении наблюдений и экспериментов вы также будете использовать различные приборы, инструменты и оборудование. Многие из них вам хорошо знакомы, с другими вы встретитесь впервые (рис. 5). При проведении лабораторных работ в школьном кабинете биологии важно правильно использовать имеющееся оборудование и строго соблюдать правила техники безопасности при работе с ним.

Рис. 4. Современная биологическая лаборатория

Рис. 5. Приборы и инструменты биологической лаборатории

1. Точно следовать всем указаниям учителя при проведении лабораторной или практической работы, без его разрешения не выполнять самостоятельно никаких работ.
2. Внимательно изучить содержание и порядок проведения лабораторной или практической работы, а также безопасные приёмы её выполнения.
3. Подготовить к работе рабочее место, убрать посторонние предметы. Приборы и оборудование разместить таким образом, чтобы исключить их падение и опрокидывание.
4. Проверить исправность оборудования, приборов, целостность лабораторной посуды и приборов из стекла.
5. При нагревании жидкости в пробирке или колбе использовать специальные держатели (штативы), отверстие пробирки или горлышко колбы не направлять на себя и на своих товарищей.
6. Во избежание ожогов запрещается брать незащищёнными руками нагретую посуду с жидкостями.
7. Соблюдать осторожность при обращении с колюще-режущими инструментами, приборами из стекла и лабораторной посудой, не бросать, не ронять и не ударять их.
8. В случае если разбилась лабораторная посуда или приборы из стекла, не собирать их осколки незащищёнными руками, а использовать для этой цели щётку и совок, предварительно поставив в известность учителя.
9. При разливе легковоспламеняющейся жидкости и её загорании немедленно сообщить об этом учителю и по его указанию покинуть помещение.
10. При получении травмы сообщить об этом учителю, немедленно оказать первую помощь пострадавшему, при необходимости отправить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.
11. По окончании работы привести в порядок рабочее место, сдать учителю приборы, оборудование, материалы и при необходимости тщательно вымыть руки с мылом.

Методы исследования. Наблюдения. Эксперимент. измерения

1. Какие методы исследования в биологии вам известны?
2. Чем наблюдение отличается от эксперимента?
3. Что изучает фенология?

Биологические знания и умения пригодятся в вашей повседневной жизни. Они помогут понять и полюбить окружающую природу, умело использовать и приумножать её богатства. Очень важно знать природные условия и растения местности, в которой вы живёте. Эти знания вы приобретёте не только на уроках, но и на экскурсиях, при проведении опытов и наблюдений. Фенологические наблюдения следует вести круглый год. Они помогут вам лучше понять особенности развития природы и определить сроки проведения работ в саду, огороде, в поле.

1. Понаблюдайте, у каких растений происходит изменение окраски листьев, какова она у разных растений (рис. 6).
2. Отметьте, у каких растений листья остаются зелёными до заморозков.
3. Понаблюдайте, как долго длится листопад у разных растений.
4. Регулярно записывайте в тетрадь все изменения в жизни растений. Сравните результаты своих наблюдений с результатами наблюдений других учащихся класса. Обсудите их. Сделайте выводы.

Рис. 6. Осенняя окраска листьев

Рис. 7. Посадка деревьев школьниками

Продолжите фенологические наблюдения за изменениями, происходящими в жизни растений зимой и весной. Примите участие в осенних посадках деревьев и кустарников (рис. 7).

источник

Измерением называют нахождение значения физической величины опытным путем с помощью технических средств.

Теория погрешностей.

Измерение физических параметров.

Измерения позволяют установить закономерности природы и яв­ляются элементом познания окружающего нас мира.

Различают измерения прямые, при которых результат получа­ется непосредственно из измерения самой величины (например, измерение температуры тела медицинским термометром, измере­ние длины предмета линейкой), и косвенные, при которых иско­мое значение величины находят по известной зависимости между ней и непосредственно измеряемыми величинами (например, оп­ределение массы тела при взвешивании с учетом выталкивающей силы, определение вязкости жидкости по скорости падения в ней шарика). Технические средства для производства измерений (сред­ства измерений) могут быть разных типов. Наиболее известным читателю средством измерений является измерительный при­бор, в котором измерительная информация представляется в фор­ме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (например, температура представлена в термометре длиной стол­бика ртути, сила тока — показанием стрелки амперметра или циф­ровым значением). К средствам измерений относят также и меру, которая предназначена для воспроизведения физической величи­ны заданного размера (например, гиря определенной массы).

Одно из распространенных средств измерений — измерительный преобразователь (датчик). Он предназначен для выработки сигна­ла измерительной информации в форме, удобной для передачи, даль­нейшего преобразования, обработки и (или) хранения (например, температура может быть представлена электрическим сигналом).

Значение физической величины, полученное при измерении, отличается от истинного. Степень приближения результатов из­мерения к истинному значению измеряемой величины характе­ризуется точностью измерений. Точность измерений является качественным показателем измерений.

Количественная оценка результата измерений дается абсо­лютной погрешностью — отклонением результатов измере­ний от истинного значения измеряемой величины. Чем меньше погрешность, тем выше точность измерений.

Случайные погрешности, это случайные величины, поэтому их можно обработать, проанализировать и таким образом учесть, используя соответствующий математический аппарат: теорию ве­роятностей и математическую статистику.

Одним из основных метрологических понятий является едини­ца измерения физической величины. Единицей измерения физи­ческой величины называют стандартное значение этой физиче­ской величины, принятое по соглашению в качестве основы для ее количественной оценки.

Единицы физических величин в основном группируются в сис­темы единиц. Основной является Международная система еди­ниц (система интернациональная, СИ).

В физических измерениях достаточно широкое распростране­ние получили относительные величины, которые являются отно­шением физической величины к одноименной физической вели­чине, принимаемой за исходную. В качестве примера можно ука­зать концентрацию раствора, диэлектрическую и магнитную проницаемости, коэффициент полезного действия, относитель­ную деформацию, коэффициент трения, вязкость крови относи­тельно вязкости воды и т. д.

Единицы измерения относительных величин не имеют размер­ности и названия. Однако в ряде случаев относительную величину традиционно выражают со стократным или тысячекратным увеличением. При этом соответствующая единица измерения будет иметь название: процент (%) или промилле (%о).

Для выражения уровня звукового давления, уровня интенсив­ности звука, уровня усиления электрического сигнала и т. п. удобнее использовать логарифм относительной величины (наибо­лее распространен десятичный логарифм):

Единицей логарифмической величины является бел (Б):

при а₂=10 а₁

Достаточно распространена дольная единица — децибел (дБ):

Заметим, что 1 дБ соответствует соотношению «энергетиче­ских» величин

Измерения производятся с использованием технических средств. Результаты измерения должны соответствовать опреде­ленной точности и быть одинаковыми, если измеряются идентич­ные величины, независимо от того, производятся ли измерения одномоментно или в разное время, в одной лаборатории или в раз­ных.

Для выполнения этих условий необходимо соответствующее мет­рологическое обеспечение — установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необ­ходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.

Организационной основой метрологического обеспечения в на­шей стране является метрологическая служба России, состоящая из государственных и ведомственных метрологических служб.

Под единством измерений понимают одинаковость результа­тов тождественных измерений независимо от места и времени их проведения, а также достоверность измерений.

Для определения погрешностей средств измерений и установ­ления их пригодности к применению осуществляют их поверку. Поверка производится органами метрологической службы при помощи эталонов и образцовых средств измерений.

Эталонами называют средства измерений или комплексы средств измерений, обеспечивающие воспроизведение и хранение узаконенной единицы физической величины. Первичные этало­ны в нашей стране обеспечивают наивысшую точность воспроиз­ведения данной единицы. Кроме первичного есть вторичные эта­лоны, от которых передается размер единицы образцовым средст­вам измерения.

Образцовым средством измерения называется такое, кото­рое аттестовано в качестве образцового и применяется для поверки по нему рабочих средств измерений.

Рабочими средствами измерений называют такие, которые применяются для практических измерений в различных областях.

Таким образом, метрологическая цепочка, по которой переда­ется размер единицы физической величины, состоит из следую­щих основных звеньев: эталоны — образцовые средства измере­ний — рабочие средства измерений.

Специфика медико-биологических измерений

Технические устройства, используемые в медицине, называют обобщенным термином медицинская техника. Большая часть ме­дицинской техники относится к медицинской аппаратуре, кото­рая, в свою очередь, подразделяется на медицинские приборы и медицинские аппараты.

Медицинским прибором принято считать техническое устрой­ство, предназначенное для диагностических или лечебных изме­рений (медицинский термометр, сфигмоманометр, электрокарди­ограф и др.).

Медицинский аппарат — техническое устройство, позволяю­щее создавать энергетическое воздействие терапевтического, хи­рургического или бактерицидного свойства, а также обеспечивать в медицинских целях определенный состав различных субстан­ций (аппарат УВЧ-терапии, электрохирургии, искусственной почки, кохлеарный протез и др.).

Метрологические требования к медицинским приборам как к измерительным устройствам достаточно очевидны. Многие меди­цинские аппараты призваны оказывать дозирующее энергетиче­ское воздействие на организм, поэтому они также включены в сферу внимания метрологической службы.

Измерения в медицине (медицинские или медико-биологиче­ские измерения), а также соответствующие средства измерений достаточно специфичны. Эта особенность побуждает выделить в метрологии отдельное направление — медицинскую метрологию.

В настоящее время медицинские измерения в большинстве случаев проводит медицинский персонал (врач, медсестра), не яв­ляющийся технически подготовленным. Поэтому целесообразно создавать медицинские приборы, градуированные в единицах фи­зических величин, значения которых являются конечной меди­цинской измерительной информацией (прямые измерения).

Желательно, чтобы время измерения, вплоть до получения конечного результата, было как можно меньше, а информация как можно полнее. Этим противоречивым требованиям удовлет­воряют измерительные комплексы, включающие вычислитель­ные машины.

При метрологическом нормировании создаваемого медицин­ского прибора важно учитывать медицинские показания. Врач должен определить, с какой точностью достаточно представить результаты, чтобы можно было сделать диагностический вывод. При этом должны быть учтены возможные отклонения этих пока­заний у отдельных больных.

Многие медицинские приборы выдают информацию на реги­стрирующем устройстве (например, электрокардиограф), поэтому следует учитывать погрешности, характерные для этой формы за­писи.

Одна из проблем — терминологическая. Согласно требованиям метрологии, в названии измерительного прибора должна быть указана физическая величина или единица измерения (амперметр, вольтметр, частотомер и др.)- Название для медицинских приборов не отвечает этому принципу (электрокардиограф, и др.). Так, электрокардиограф следовало бы назвать милливольтметром с регистрацией показаний (или регистрирующим милливольтметром).

В ряде медицинских измерений может быть недостаточная
информация о связи между непосредственно измеряемой физической величиной и соответствующими медико биологическими параметрами. Так, например, при клиническом (бескровном) методе измерения давления крови допускается, что давление воздуха внутри манжеты приблизительно равно давлению крови в плечевой артерии. На самом деле эта связь не слишком простая и зависит от ряда факторов, в том числе и от степени расслабления мускулатуры.
Лабораторные измерения (in vitro) могут отличаться от значений
ответствующего параметра в условиях организма (in vivo).

В процессе измерения медико-биологические параметры
гут изменяться.

Естественно, что при создании медицинской аппаратуры до. ны быть учтены и иные требования (санитарно-гигиеничес* вопросы безопасности, надежности и др.); некоторые из них ] сматриваются дальше.

Большинство измерений в медицине является измерена физических или физико-химических величин.

В количественной диагностике это может быть давление крови, временная зависимость биопотенциалов, оптическая сила глаза и др.

Всевозможные физические медико-биологические измерения могут быть классифицированы либо по функциональному при­знаку, либо по принадлежности к соответствующему разделу фи­зики. Физическая классификация более близка структуре данно­го курса, поэтому она и приведена ниже.

Механические измерения: антропометрические параметры те­ла, перемещение, скорость и ускорение частей тела, крови, возду­ха, акустические измерения, давление крови и жидкостей в орга­низме и воздуха в окружающей среде, измерение вибраций и др.

Теплофизические измерения: температура органов, частей те­ла и окружающей среды, калориметрические измерения биологи­ческих объектов, продуктов питания и др.

Электрические и магнитные измерения: биопотенциалы, ин­дукция магнитного поля сердца, измерение импеданса биологиче­ских объектов с диагностической целью, параметров электромаг­нитных полей и концентрации ионов с гигиенической целью и др.

Оптические измерения: колориметрические измерения, изме­рения оптических характеристик глазных сред с диагностической целью, спектральные измерения для диагностики и судебно-меди­цинского назначения, измерение характеристик ультрафиолетово­го, инфракрасного и видимого света для гигиенических целей и др.

Атомные и ядерные измерения: измерение ионизирующих излучений (дозиметрия) и др.

Кроме того, можно указать и физико-химические измерения: количественное определение состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, газовый состав крови, рН крови и других биологических сред.

Функциональный принцип классификации методов меди­ко-биологических измерений проиллюстрируем на измерении па­раметров сердечно-сосудистой системы. Здесь встречаются меха­нические (баллистокардиография, фонокардиография, измерение давления крови), электрические и магнитные (электрокардиогра­фия, магнитокардиография), оптические измерения (оксигеомет-рия). Возможно применение и других физических методов

Дата добавления: 2013-12-13 ; Просмотров: 1952 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Для познания живой природы учёному очень важно правильно выбрать путь исследования, или метод (от греч. методов — способ познания), которым он будет пользоваться. Различают практические и теоретические методы. К практическим методам относят наблюдение и эксперимент (опыт). Теоретические методы связаны с объяснением результатов, полученных в ходе наблюдения или опытным путём. Они приводят к установлению различных закономерностей и взаимосвязей, а в конечном итоге — законов природы. Знание этих законов позволяет человеку понимать процессы, происходящие в живой природе, предвидеть их и использовать в практических целях.

Измерение. Большинство научных экспериментов и наблюдений включает в себя проведение разнообразных измерений. Измерение — это определение количественных значений тех или иных признаков изучаемого объекта или явления с помощью специальных технических устройств. Самым простым измерительным инструментом является линейка. С её помощью измеряют длину, ширину и высоту предметов. Для измерения массы тел используют весы, для измерения температуры — термометры. Хорошо знаком вам прибор для измерения времени — часы. Для проведения сложных измерений конструируют специальные приборы.

Наблюдение. Одним из самых первых методов, которыми стал пользоваться ещё первобытный человек, было наблюдение. Знания, полученные при наблюдении за окружающей природой, люди передавали из поколения в поколение в виде преданий, примет, записей. Этот метод и сегодня остаётся важным методом научного познания. Например, можно наблюдать за поведением животных в природе.

Так как наблюдение даёт возможность получить ответ на поставленный вопрос, оно должно быть целенаправленным, то есть меть определённую цель. Для того чтобы достигнуть поставленной ели, необходимо разработать план наблюдения, то есть порядок действий. Получаемые в ходе наблюдения ответы на поставленные тросы необходимо как можно подробнее записывать в специальный дневник наблюдения. При этом ничего от себя добавлять нельзя. Для получения достоверных результатов необходимо провести повторные наблюдения в тех же условиях.

(от лат. экспериментум — проба, опыт) — более южный, чем наблюдение, практический метод. С его помощью можно подтвердить или опровергнуть какое-либо предположение. От наблюдения эксперимент отличается активным воздействием на изучаемый объект.

Например, можно опытным путём установить, как влияет полив на рост растения. Для этого берут три группы одинаковых растений (одного вида, сорта, возраста, размера) и помещают их в одинаковые условия (освещённость, температура воздуха и т. п.).

Две группы растений используют для исследования (экспериментальные группы), третью — для сравнения (контрольная группа). Растения экспериментальных групп начинают по-разному поливать: одни часто, а другие редко. Контрольная группа растений получает обычный полив.

В течение всего эксперимента наблюдают за ростом и развитием растений всех групп. При этом измеряют высоту, площадь листьев и т. п. Все показатели подробно записывают. Сравнивая полученные данные, делают вывод о том, что недостаток влаги при поливе неблагоприятно сказывается на росте и развитии растений. Чем больше растений в исследуемой группе, тем точнее выводы.

Если при соблюдении одних и тех же условий результаты нескольких опытов совпадают, то говорят о достоверности полученных данных.

источник

Для проведения наблюдений и измерений, а также экспериментов исследователи природы ис­пользуют специальные приборы и устройства. Их называют оборудованием. Различают три группы оборудования: измерительные и увеличительные приборы, лабораторное оборудование.

Измерительные приборы. В исследованиях при­роды часто проводят измерения линейных разме­ров тела либо расстояний между ними, измерения массы либо объёма, температуры либо времени. Для этого используют различные измерительные приборы (рис. 3).

Рис. 3. Измерительные приборы: а — линейка; б — рулетка; в — настенные часы; термометры для измерения температуры тела человека: г — электронный, д — ртутный; е — песочные часы; ё — мерный стакан; ж — весы

Для точного определения размеров тела или рас­стояния между телами используют разнообразные линейки, метры, рулетки. Линейкой можно изме­рять тела небольших размеров либо небольшие рас­стояния между ними, а рулеткой удобно измерять расстояние в несколько метров. Для измерения важно знать цену деления прибора. Цена деления — это значение наименылего деления шкалы. Цена деления линеек, которыми вы пользуетесь, — 1 мм.

Температуру измеряют с помощью термометров. Кроме шкалы, термометр имеет запаянную стек­лянную трубку, частично наполненную подкрашен­ной жидкостью (уличный термометр) или ртутью (тер­мометр для измерения температуры тела человека).

Чем выше температура воздуха, тем выше под­нимается жидкость в трубке уличного термометра. Обратите внимание, что уличный термометр име­ет две одинаковые шкалы, которые отходят вверх и вниз. Это позволяет измерять температуру и в холод (отметка ниже нуля), и в тёплое время года (отметка выше нуля). Рассмотрите шкалу улично­го термометра на рис. 4. Какая температура на ней зафиксирована?

Увеличительные приборы. Изучать отдалённые тела природы, а также небольшого размера мож­но с помощью увеличительных приборов (рис. 5). Лупы и микроскопы увеличивают изображение тел небольшого размера. Тела, находящиеся на больших расстояниях от человека, рассматрива­ют в бинокль и подзорную трубу. Изображение небесных тел увеличивают телескопы.

Рис. 5. Увеличительные приборы: а — лупа; б — микроскоп; в — бинокль; г — телескоп

Лабораторное оборудование. Зна­чительное количество естественно­научных исследований проводится в специально оборудованных помеще­ниях — лабораториях (рис. 6). Они ос­нащены необходимым для проведения экспериментов оборудованием. Среди разнообразных приборов немало таких, которые используются в школьных кабинетах физики, химии и биологии.

Рис. 6. Лаборатории: а — физическая; б — химическая

Ознакомиться с лабораторным обору­дованием можно во время экскурсии в школьный кабинет химии. Рассмотрите рис. 7. На нём изображено лабораторное оборудование для проведения химиче­ских исследований. Материал с сайта //iEssay.ru

Лабораторный штатив предназна­чен для крепления пробирок, фарфо­ровых чашек, в которых нагревают вещества. На весах взвешивают ве­щества для проведения химических опытов. Колбы разной ёмкости на­полняют жидкостями. В фарфоровой ступке пестиком измельчают вещества. Пробирки используют для исследований взаимодействия ве­ществ. С помощью лабораторного оборудования можно собирать приборы простой конструкции и проводить опыты.

Рис. 7. Лабораторное оборудование кабинета химии

В познании природы человеку помогают измери­тельные и увеличительные приборы, лабораторное оборудование.

источник

Измеритель солнечного излучения (люксметр)

В помощь техническим и научным сотрудникам разработано немало измерительных приборов, призванных обеспечить точность, удобство и эффективность работы. Вместе с тем, для большинства людей названия этих приборов, а тем более принцип их работы, зачастую незнакомы. В этой статье мы в краткой форме раскроем предназначение самых распространенных измерительных приборов. Информацией и изображениями приборов с нами поделился сайт одного из поставщиков измерительных приборов.

Анализатор спектра — это измерительный прибор, который служит для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.

Анемометр – прибор, предназначенный для измерения скорости, объема воздушного потока в помещении. Анемометр применяют для санитарно-гигиенического анализа территорий.

Балометр – измерительный прибор для прямого измерения объёмного расхода воздуха на крупных приточных и вытяжных вентиляционных решетках.

Вольтметр — это прибор, которым измеряют напряжение.

Газоанализатор — измерительный прибор для определения качественного и количественного состава смесей газов. Газоанализаторы бывают ручного действия или автоматические. Примеры газоанализаторов: течеискатель фреонов, течеискатель углеводородного топлива, анализатор сажевого числа, анализатор дымовых газов, кислородомер, водородомер.

Гигрометр – это измерительный прибор, который служит для измерения и контроля влажности воздуха.

Дальномер – прибор, измеряющий расстояние. Дальномер позволяет также вычислять площадь и объем объекта.

Дозиметр – прибор, предназначенный для обнаружения и измерения радиоактивных излучений.

Измеритель RLC – радиоизмерительный прибор, используемый для определения полной проводимости электрической цепи и параметров полного сопротивления. RLC в названии является абревиатурой схемных названий элементов, параметры которых могут измеряться этим прибором: R — Сопротивление, С — Ёмкость, L — Индуктивность.

Измеритель мощности – прибор, который используется для измерения мощности электромагнитных колебаний генераторов, усилителей, радиопередатчиков и других устройств, работающих в высокочастотном, СВЧ и оптическом диапазонах. Виды измерителей: измерители поглощаемой мощности и измерители проходящей мощности.

Измеритель нелинейных искажений – прибор, предназначенный для измерения коэффициента нелинейных искажений (коэффициента гармоник) сигналов в радиотехнических устройствах.

Калибратор – специальная эталонная мера, которую используют для поверки, калибровки или градуировки измерительных приборов.

Омметр, или измеритель сопротивления – это прибор, используемый для измерения сопротивления электрическому току в омах. Разновидности омметров в зависимости от чувствительности: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры.

Токовые клещи – инструмент, который предназначен для измерения величины протекающего тока в проводнике. Токовые клещи позволяют проводить измерения без разрыва электрической цепи и без нарушения ее работы.

Толщиномер — это прибор, при помощи которого можно с высокой точностью и без нарушения целостности покрытия, измерить его толщину на металлической поверхности (например, слоя краски или лака, слоя ржавчины, грунтовки, или любого другого неметаллического покрытия, нанесенного на металлическую поверхность).

Люксметр – это прибор для измерения степени освещенности в видимой области спектра. Измерители освещения представляют собой цифровые, высокочувствительные приборы, такие как люксметр, яркомер, пульсметр, УФ-радиометр.

Манометр – прибор, измеряющий давление жидкостей и газов. Виды манометров: общетехнические, коррозионностойкие, напоромеры, электроконтактные.

Мультиметр – это портативный вольтметр, который выполняет одновременно несколько функций. Мультиметр предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения, силы тока, сопротивления, частоты, температуры, а также позволяет осуществлять прозвонку цепи и тестирование диодов.

Осциллограф – это измерительный прибор, позволяющий осуществлять наблюдение и запись, измерения амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала. Виды осциллографов: аналоговые и цифровые, портативные и настольные

Пирометр — это прибор для бесконтактного измерения температуры объекта. Принцип действия пирометра основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения в диапазоне инфракрасного излучения и видимого света. От оптического разрешения зависит точность измерения температуры на расстоянии.

Тахометр – это прибор, позволяющий измерять скорость вращения и количество оборотов вращающихся механизмов. Виды тахометров: контактные и бесконтактные.

Тепловизор – это устройство, предназначенное для наблюдения нагретых объектов по их собственному тепловому излучению. Тепловизор позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в электрические сигналы, которые затем в свою очередь после усиления и автоматической обработки преобразуются в видимое изображение объектов.

Термогигрометр – это измерительный прибор, выполняющий одновременно функции измерения температуры и влажности.

Трассодефектоискатель – это универсальный измерительный прибор, который позволяет на местности определять местоположение и направление кабельных линий и металлических трубопроводов, а также определять место и характер их повреждения.

pH-метр – это измерительный прибор, предназначенный для измерения водородного показателя (показателя pH).

Частотомер – измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Шумомер – прибор для измерения звуковых колебаний.

Таблица: Единицы измерения и обозначения некоторых физических величин.

источник

Люди издревле пытались понять, как устроен окружающий их мир. Проводили исследования, заглядывали внутрь живых существ и делали выводы. Так копился теоретический материал, который стал основой для многих наук.

Методы, которые они использовали, сводились в основном к наблюдению и эксперименту. Однако довольно быстро стало очевидно, что копилка знаний останется наполненной лишь наполовину, если не придумать какие-нибудь более сложные, технически совершенные устройства. Такие, которые позволят заглядывать внутрь, вскрывать глубинные механизмы и рассматривать особенности устройства разных предметов и живых существ.

К основным можно отнести следующие:

1. Исторический метод.
2. Описание.
3. Наблюдение.
4. Сравнение.
5. Эксперимент.

Большая часть из них требует вмешательства новых технических устройств, которые бы позволили получать картинку в увеличенном многократно размере. То есть, проще говоря, следует использовать разные увеличительные приборы. Именно поэтому необходимость их конструирования была очевидна.

Ведь только так люди смогли понять, как происходят процессы жизнедеятельности таких крошечных существ, как простейшие и бактерии, микроскопические грибы, лишайники и прочие живые организмы.

Среди разнообразия технических конструкций увеличительные приборы занимают особое место. Ведь без них дойти до истины и доказать ту или иную теорию сложно, особенно когда речь идет о микромире.

Современные технологии предлагают следующие разновидности подобных устройств:

1. Лупы. Строение увеличительных приборов такого типа достаточно простое, поэтому среди аналоговых по действию они появились первыми.

2. Микроскопы. Сегодня можно выделить несколько разновидностей:

• оптический или световой;
• электронный;
• лазерный;
• рентгеновский;
• сканирующий зондовый;
• дифференциальный интерферонно-контрастный.

Каждый находит широкое применение не только в биологических науках, но и в химии, физике, космических исследованиях, генной инженерии, молекулярной генетике и так далее.

Конечно, такое шикарное разнообразие и совершенство подобных устройств пришло не сразу. Наиболее сложные конструкции, позволяющие вмешиваться даже в волновые и корпускулярные процессы, появились только в XX-XXI веках.

История же появления и развития приборов для увеличения уходит своими корнями в глубину веков. Так, если говорить о лупах, то раскопки показали, что первые подобные устройства имелись у египтян задолго до нашей эры. Они были выполнены из горного хрусталя и так искусно заточены, что давали увеличение до 1500 раз!

Позже стали изготавливать стеклянные линзы и через них рассматривать интересующие микроскопические предметы. Так продолжалось до XVI века. Затем великий исследователь Галилео Галилей сконструировал свою первую трубу, которая при раскладывании напоминала микроскоп и давала увеличение практически в 300 раз. Это и был прародитель современного микроскопа.

Еще позже, во второй половине XVII века, ученый Торе мастерил небольшие округлые лупы. Они позволяли рассматривать уже при 1500-кратном увеличении. Большим прорывом в развитии микроскопии стали приборы, сконструированные Антони ван Левенгуком. Он выпускал партии микроскопов, которые давали достаточное увеличение, чтобы можно было рассмотреть клеточное строение и мир микроорганизмов.

С тех самых пор увеличительные приборы (лупа, микроскоп) стали неотъемлемой частью практически во всех видах исследований, как в биологических, так и в других науках. Современное же разнообразие технических устройств обязано своим существованием людям с такими именами, как:

• Л. И. Мандельштам.
• Д. С. Рождественский.
• Эрнст Аббе.
• Р. Рихтер и другие.

Из чего же состоят эти устройства и как работают? Увеличительные приборы — лупа, микроскоп — в своей основе имеют, в принципе, одинаковое строение. Действие основано на применении специальных стекол — линз.

Увеличительный прибор лупа представляет собой выпуклую линзу, которая обрамлена в специальную наружную рамку — оправу. Сама линза — это специальное оптическое стекло, имеющее двустороннюю выпуклость. Оправа может быть любая:

Такие увеличительные приборы, как лупы, позволяют получать изображения в 25-кратном размере. Конечно, существуют разные по данному показателю устройства. Какие-то лупы дают увеличение в 2 раза, а более модернизированные и совершенные — даже в 30.

Основное место использования лупы — урок биологии. Увеличительные приборы подобного плана позволяют рассматривать мелкие структуры строения растений и животных. Использоваться могут разные варианты изделий.

1. Лупа штативная — такой прибор, в котором линза закрепляется в специальной оправе на штативе для удобства использования.
2. Прибор с ручкой. При таком варианте в оправу встроена небольшая удобная ручка, при помощи которой можно отрегулировать качество изображения, приближая или удаляя устройство.
3. Лупа с подсветкой и встроенным компасом. Такая пригодится для полевых исследований в лесной таежной местности. Наличие диодных лампочек позволит проводить наблюдения даже в ночное время суток.
4. Лупа карманного варианта, складывающая и накрывающаяся крышкой. Очень удобный вариант для постоянного ношения с собой.

Также очень распространены комбинированные варианты между перечисленными: штативная с подсветкой, карманная на шнурке или с ручкой и так далее.

Какое устройство имеет этот предмет? Сегодня на школьных занятиях используются только такие увеличительные приборы: лупа, микроскоп. Со строением, работой и разновидностями первого устройства мы уже разобрались. Однако для изучения более глубинных процессов, протекающих в клетках, рассматривания бактериального состава воды и так далее, увеличительные способности лупы оказываются явно недостаточными.

В этом случае основным рабочим инструментом становится микроскоп, чаще всего обычный, световой или оптический. Рассмотрим, какие структурные части входят в его состав.

1. Основа всей конструкции — штатив. Он представляет собой элемент изогнутой формы, к которому крепятся все остальные части прибора. Его широкая основа — это то, на чем держится весь микроскоп в целом и благодаря чему он устойчиво закрепляется в стоячем положении.
2. Зеркальце, которое крепится к штативу с нижней части прибора. Оно необходимо для улавливания солнечного света и направления пучка на предметный столик. Закрепляется оно с двух сторон на подвижных шарнирах, что облегчает процесс настройки света.
3. Предметный столик — неподвижно закрепленная на штативе конструкция, чаще всего округлой или прямоугольной формы, снабженная металлическими закрепителями. Именно на него устанавливается исследуемый микропрепарат, который с двух сторон четко фиксируется и сохраняет неподвижность.
4. Зрительная трубка, которая с одной стороны заканчивается окуляром, а с другой — объективами разного увеличения. Также надежно прикреплена к штативу.
5. Объективы располагаются сразу над предметным столиком и служат для фокусирования и увеличения изображения. Чаще всего их три, каждый можно переместить и закрепить в зависимости от надобности.
6. Окуляр является вершиной зрительной трубки, и он предназначен непосредственно для наблюдения за объектом.
7. Последняя важная часть, которую имеют все увеличительные приборы подобного рода — макро- и микровинты. Они служат для регулировки перемещения зрительной трубки с целью настраивания самого лучшего качества изображения.

Очевидно, что строение микроскопа не слишком сложно. Однако это характерно только для оптических моделей. Среднее увеличение, которое способен давать световой микроскоп, — не более 300 раз.

Если же говорить о современных конструкциях, дающих увеличение в тысячи раз, то их структура намного сложнее.

Существуют разные типы микроскопов. Самый простой из них, световой или оптический, составляет основную массу конструкций для использования школьниками. Лупа и микроскоп — самые приемлемые увеличительные приборы. 6 класс (биология — это школьный предмет, на уроках по которому используются эти объекты) подразумевает знакомство с устройством, принципами работы данных приборов.

Однако школьникам следует дать понятие и о тех видах микроскопов, с которыми работают ученые, физики, химики, биологи, астрономы и так далее. Таких можно выделить 5 основных, они были перечислены выше. Лазерные и электронные устройства позволяют получать изображения, в сотни тысяч раз превосходящие истинные размеры. Это позволяет заглянуть внутрь даже самых мелких частиц и сделать массу открытий в разных областях науки и техники.

Урок «Устройство увеличительных приборов» — не единственный в школьном курсе изучения, который касается работы с подобными устройствами. Наряду со строением и правилами пользования, детям следует заложить основы знаний о приготовлении микропрепаратов для рассмотрения.

Для этого используют следующие элементы:

• предметное стекло;
• покровное стеклышко;
• препаровальную иглу;
• фильтровальную бумагу;
• пипетку;
• воду.

Если необходимо рассмотреть, например, кожицу лука, то следует аккуратно отпрепарировать ее иглой и в виде тонкой пленочки положить на предметное стекло. Помещать нужно в заранее сформированную при помощи пипетки каплю воды. Сверху препарат накрывается тонким покровным стеклышком и крепко прижимается. Излишки жидкости удаляются прикосновением фильтровальной бумаги. Нужно тщательно следить, чтобы под покровным стеклом не оказалось пузырьков воздуха, иначе в микроскоп будут видны только они.

Помимо изготовления «живых» препаратов, в школах часто используются готовые, фиксированные. Они окрашены и более информативно насыщенные, так как изготовлены по особым технологиям с высокой долей естественности. По ним можно освоить микростроение всех известных элементов строения как животных, так и растений. Кроме того, фиксированные препараты дают возможность изучить бактерии, микроскопические грибы, простейших прочих мелких существ.

Как мы уже отмечали выше, в школе обязательно изучаются увеличительные приборы. 6 класс — это начало в освоении принципа работы, основ строения приборов.

Также именно в этот период закладываются умения самостоятельно устанавливать препарат на предметный столик, улавливать свет и рассматривать изображение, добиваясь высокой четкости в настраивании. На последующих ступенях обучения дети уже уверенно используют микроскопы и лупы для самых разных исследований, так как полностью владеют техникой использования устройств.

Таких на самом деле достаточно много. Каждый учитель сам решает, какие виды работ следует проводить. Ведь все зависит от количества оборудования и его работоспособности. Самыми распространенными лабораторными исследованиями, требующими использования увеличительных приборов, являются следующие:

1. Изучение строения листа растения.
2. Изучение процесса транспирации растений. Строение устьиц.
3. Гифы плесневых грибов.
4. Споры растений, их строение.
5. Изучение внутреннего состава клетки и другие.

источник