03. Оборудование для научных исследований

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:

1. Увеличительные приборы

2. Измерительные приборы

3. Лабораторное оборудование

Увеличительные приборы

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.

Измерительные приборы

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).

Лабораторное оборудование

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).

Чашки Петри (Рис. 13).

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.

Дополнительная информация

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:

Весы

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 вводит 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.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Физика.ру (Источник).

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.