放大倍数告诉你图像比真实物体大了多少倍。公式是放大倍数 = 图像大小 ÷ 实际大小,而且只有两个长度单位相同时才能用。
当题目给出一幅绘图、一张显微照片或一个比例尺,并问细胞的真实大小时,就要用到这项技能。它是细胞与显微镜观察的核心。
有哪些单位?怎样换算?
细胞非常小,用毫米很不方便。生物学家使用微米,写作 µm。
| 换算 | 规则 | 例子 |
|---|---|---|
| mm 换成 µm | 乘以 1000 | 0.15 mm = 150 µm |
| µm 换成 mm | 除以 1000 | 45 µm = 0.045 mm |
| cm 换成 mm | 乘以 10 | 4.5 cm = 45 mm |
可以做个快速检查:微米很小,所以同一个长度用微米表示,数字会比用毫米大。
怎样使用公式?
用公式三角形,图像大小在上格,放大倍数和实际大小在下格。盖住你要求的量,三角形就告诉你要做什么运算。
- 写下已知量,包括单位。
- 换算,使两个长度用同一个单位。
- 代入并计算。
- 写出答案:如果是放大倍数,前面加 ×;如果是大小,写上长度单位。
例题详解
一名学生画了一个洋葱表皮细胞。绘图长 45 mm,真实细胞长 0.15 mm。求这幅绘图的放大倍数。
第一步,写下已知量。 图像大小 = 45 mm,实际大小 = 0.15 mm。
第二步,检查单位。 两者都是 mm,不需要换算。
第三步,代入。 放大倍数 = 45 ÷ 0.15 = 300。
第四步,写出答案。 ×300
第五步,换成 µm 来验算。 45 mm = 45 000 µm,0.15 mm = 150 µm。于是 45 000 ÷ 150 = 300。答案相同,所以可靠。
现在反过来用同一个想法。第二幅细胞绘图长 36 mm,放大倍数为 ×400。求实际长度。
实际大小 = 图像大小 ÷ 放大倍数 = 36 ÷ 400 = 0.09 mm。换成 µm 是 0.09 × 1000 = 90 µm。
要留意的错误
常见的失误是把两个不同单位的长度直接相除。
错误答案: 图像 45 mm,实际 150 µm。放大倍数 = 45 ÷ 150 = 0.3
学生没有注意到 45 的单位是 mm,而 150 的单位是 µm。比真实细胞更大的绘图,放大倍数不可能小于 1。
改正的方法是先换算。45 mm = 45 000 µm,所以 45 000 ÷ 150 = 300。
养成习惯:相除之前,在每个数字旁写上单位,并问自己答案合不合理。
自我检测
先自己试做,再打开答案。
1. 一个细胞的图像长 12 mm,实际细胞长 0.03 mm。求放大倍数。
查看答案
两个长度都是 mm。12 ÷ 0.03 = 400。验算:12 mm = 12 000 µm,0.03 mm = 30 µm,12 000 ÷ 30 = 400。
×400
2. 一个细胞宽 8 µm,图上的放大倍数是 ×1500。图上的宽度是多少 mm?
查看答案
图像大小 = 放大倍数 × 实际大小 = 1500 × 8 µm = 12 000 µm。除以 1000 换成 mm:12 000 ÷ 1000 = 12。
12 mm
3. 放大 ×250 的显微照片上,一个细胞长 30 mm。求细胞的实际长度(单位 µm)。
查看答案
实际大小 = 图像大小 ÷ 放大倍数 = 30 ÷ 250 = 0.12 mm。乘以 1000 换成 µm:0.12 × 1000 = 120。
120 µm
下一步
接下来,在区分图像大小与实际大小中把学生最容易混淆的两个大小分开。在那之前,如果想练习选择要测量的结构,可以回顾从细胞图辨认结构。整个课题会在细胞与显微镜观察练习题组中检测。
如果你懂公式,却仍在单位换算上失分,一对一的老师可以出短小的新计算题,直到这套流程变成自动反应,这是生物学线上一对一补习的一部分。