Mikroskop Nedir, Mikroskop Çeşitleri

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda mikroskop nedir, bazı mikroskop çeşitleri, objektif, optik mikroskop, elektron mikroskop, göz ve büyüteci sizlere anlatacağım. On defadan daha az büyüten yaygın büyüteçten, atomları görmeyi sağlayan, alan etkili mikroskoba kadar mikroskobik tekniklerin yelpazesi oldukça geniştir. Bu yüzyılın ortalarına kadar mikroskop bir borunun iki ucuna takılmış bir objektifle göz merceğinden oluşan optik mikroskoptu. XVI. yy sonunda Hol­landa’da imal edilen bu tipten ilk aygıt­lar, merceklerdeki kusurlar nedeniyle hemen hemen kullanılamaz durumday­dı. Yüz yıl sonra bile, Hollandalı natüralist Van Leeuwenhoek basit bir büyüteç­le protozoaları ve bakterileri bulmuş ve spermatozoitlerı incelemişti. Mükemmel bir optikçi olan Van Leeuwenhoek 200 kez büyüten minik mercekler yont­mayı başarmıştı

1830’a doğru, İngiliz gözlükçü J. J. Lis­ter akromatik (renksemez) bir mikros­kop gerçekleştirdi ve alyuvarların biçimini belirledi. Aynı dönemde Cagniard de Latour mayaların çoğalmasını inceli­yordu. 1880’e doğru bu uzun arayış so­na erdi. E.Abbe ve C. Zeiss kırınım ne­deniyle daha ileri gitmenin mümkün olmadığını gösterdiler ışığın doğası 0,2 mikrometreden daha küçük ayrıntıların ayırt edilmesine izin vermiyordu. İlerle­me sağlayabilmek için daha kısa dalgaları, mesela X ışınlarını kullanmak gerekecekti, ancak bunları odaklamaya imkan yoktu.

1924’te, elektrona bağlı olan dalga bo­yunun, X ışınlarıyla aynı dalga boyunda olduğu ortaya çıkıncaya kadar durum li­mitsiz görünüyordu. 1931 ’de 400 kere büyütebilen ilk elektron mikroskopu ortaya çıktı. Ama on yıldan kısa bir sürede bundan beş bin defa daha iyisi yapılacak ve en iyi optik mikroskopların 2000 angströmlük ayrıntıları incelemesine karşılık, 10 angströmlük ayrıntıları (1 angström, metrenin milyarda biridir) or­taya çıkarmak mümkün olacaktı.

Angström boyutuna, yani atom bo­yutuna inebilmek için on kere daha iyi­sini yapmak gerekiyordu. Bunun için başvurulan yollardan biri, elektronlar­dan daha ağır yüklü parçacıkları kullan­maktı. Alan etkili mikroskopla yapılan, ama çok özel bir uzmanlık çalışmasıyla başarılan da işte budur.

Bazı Mikroskop Çeşitleri

Göz ve Büyüteç

Büyüteç çıplak gözle görülemeyen küçük ayrıntıları ayırt etmekte kullanılır. Göz, çok yakındaki cisimlere uyum sağlayabilseydi, yani kendini ayarlayabilseydi, bü­yüteç işe yaramayacaktı.

Nitekim bir cismin ayrıntılarını görmek istediğimizde işe, o cismi gözümüze yaklaştırarak başlarız. Ama belirli bir uzaklıktan sonra göz artık ayar yapamaz, net görüntü veremez. Normal bir gözün net görüş için ihtiyaç duyduğu en kısa uzaklık ortalama 25 cm’dir; bununla birlikte ileri derecede miyop bir göz için bu mesafe birkaç santimetreye inebilir ve ileri derecede hiper­metrop veya ilerlemiş presbit için birkaç metreyi bulabilir.

Bir büyüteç kullanıldığında, göz tarafından alınan ışınlar, cisimden değil, büyütecin verdiği görüntüden düz çizgi halinde gelir; bu görüntü cisimden daha uzakta ve uzakta olduğu ölçüde daha büyütülmüş olarak oluşmaktadır. Mesela, büyüteçten 4 cm uzakta, bir santimetre bü­yüklüğündeki bir cisim, büyü­teçten 20 cm ötede, 5 cm bü­yüklüğünde bir görüntü verir. Büyütecin 5 cm gerisinde bulunan göz, kendinden 25 cm ötede yer alan görüntüyü görecektir, yani bu beş santimetrelik gö­rüntüyü görebilecektir. Çıplak gözle aynı bir santimetrelik cisme gene 25 cm uzaklıktan bakmak gerekecekti (tabiî normal bir göz). Göz büyüteçle baktığında, aynı uzaklıkta beş kere daha büyük bir cisme bakmış olacaktır elde edilen kazanç çok açıktır. Bu kazanç, cismi on cm’den daha yakına yaklaştırabilen ileri derecede miyop bir göz için çok daha azdır.

Optik Mikroskop

Mikroskobun çalışma ilkesi büyütecin ilkesinden biraz daha karmaşıktır, ama uygulamada, çözümü güç problemlerle karşılaşmıştır. En basit mikroskop, 20 cm kadar bir borunun iki ucuna iki mercek yerleştirilerek oluş­turulur. Üstteki mercek büyüteç görevi görür, ama cismin kendine değil, mikroskobun objektifi denen alt uçtaki merceğin verdiği çok büyütülmüş görüntüye bakmakta kullanılır.

Pratikte yukardaki mercek, büyüteç görevi yapan ve göz merceği denen iki mercekli bir sistemdir. Bunun üzerinde, gözlemcinin gözünü yerleştireceği bir göz yuvası bulunur. Göz merceği aslında astronomik gökdürbünlerinin ve dürbünlerin göz merceklerine çok benzer. Mikroskopun çok özel durumu objektifinden kaynaklanır.

Objektif

Bir merceğin odak uzaklığı çok uzaktaki bir cismin, mesela Güneş’in görüntüsünün oluştuğu uzaklıktır. Bir büyüteçte odak uzaklığı birkaç cm’dir: bu me­safeye yerleştirilirse, Güneş’ten gelen ışınlarla bir kağıt parçasını tutuşturmak mümkün olur.

Mikroskopun objektifiyse, birkaç milimetrelik odak uzak­lığına sahip olmalıdır, çünkü odak uzaklığının biraz ötesine yer­leştirilecek cismin, objektifin en az 20 cm arkasında çok büyütülmüş bir görüntüsünün olması istenir: işte bu görüntüye göz merceğinden bakmak gerekir.

Bu çok kısa odak uzaklığı birçok zorunluluk getirir. Önce, böylesine kısa odak uzaklığı olan bir mercek çok kambur olur: adeta iki veya üç milimetre ça­pında küçük bir bilye görünü­münde olacak ve görüntü çok bozulacaktır. Bu bakımdan, objektif gerçekte, çok büyük bir hassasiyetle yontulmuş ve yerleştirilmiş birçok mercekten oluşur. Daha sonra, bu yerleştirmeye rağmen çap yine çok küçük kalır, bu yüzden cismin aydın­latılmasına özen gösterilir.

Nihayet, objektifin çok kısa olan odak uzaklığı son derece hassas bir ayarlama gerektirir. Alan derinliği ve ayarlama. Sağlıklı bir göz, 25 cm ile sonsuz arasında farklı mesafelerde yer alan cisimlere uyum sağla­yabilecek, yani ayarlama yapabilecek yetenektedir. Gözün güçlü bir büyüteçle (göz merceği gibi), mesela 2 cm ile 2,5 cm arasında yer alan cisimleri net olarak görebilmesi mümkün olur: bu büyütecin alan derinliği 0,5 cm’dir.

İyi bir mikroskopta bu alan derinliği milimetrenin birkaç yüzde birini geçmez! Cisimde meydana gelebilecek en ufak yer değiştirme objektif tarafından verilen görüntüde, yani göz merceğinin gördüğü gö­rüntüde. çok daha büyük bir yer değiştirmeye yol açar. Bu ba­kımdan aygıtın mükemmel bir dengeye ve çok ince bir ayar­lamaya ihtiyacı vardır: mikroskop borusu mikrometrik bir vida aracılığıyla hareket ettirilir.

Bütün bunlar bir mikros­koptan beklenen büyütmede sınırlamalara neden olur. Ama daha beteri de var: Abbe ve Zeiss 1880 yılında, ışığın doğası gözlemlenebilen ayrıntıların küçüklüğünün de belirli bir sınırı olduğunu kanıtlamışlardır.

Elektron Mikroskopu

Elektronlara bağlı dalgaların kullanımı, optik mikroskobun büyütme sınırlarını aşma imkanı yarattı. Işık dalgalarını genel özelliklerini, özellikle kırınımı gösterir; bunun bir belirtisi de bir ışık ışınını küçük bir delik aracılığıyla tek başına bırakma imkansızlığıdır: delik ne kadar küçük olursa ışık demeti çıkarken o kadar fazla sapma gösterir.

Mikroskop için ışığın bu özelliği, kullanılan mikroskobun gücü ne olursa olsun, bir yarı dalga boyundan küçük ayrıntıların(mor ışık için 0,2 mikrometre) ayırt edilme imkansızlığı olarak kendini gösterir. Daha ileri gitmek için, daha kısa dalga boyu gerekli olmaktadır.

Elektron mikroskopta görüntü elde etmede elektron kullanılarak görüntü birkaç milyon defa büyütebilmektedir. Bu kadar büyütme özelliği, elektronun dalga boyunun ışık dalga boyundan birkaç bin defa daha küçük olmasındandır. Elektron mikroskop, ilmi araştırmalarda, atom ve virüs gibi çok küçük yapıların incelenmesinde kullanılır.