Mikroskobun İcadı ve Tarihsel Gelişimi

Mikroskobun İcadı ve Tarihsel Gelişimi
Mikroskop, küçük cisimlerin çaplarını büyütüp gözle görülmelerini sağlayan bir aygıttır. Doğanın en ilginç yapılarından biri insan gözüdür. Göz, santimetrenin birkaç binde birinden daha küçük cisimleri göremez. Bu ölçü bir saç telinden daha küçük, fakat birçok küçük canlı organizmadan daha büyüktür. Tozlardan bakterilere kadar birçok küçük şeyi, yalnız gözümüzü kullansaydık hiç tanıyamazdık. Mikroskop, bu cisimcikleri tanımamızı sağlayan bir araçtır. Bu sözcük eski Yunanca “küçük” ve “görmek” sözcüklerinden oluşmaktadır.
İlk mikroskoplar XVII. yüzyılda yapılmıştır. Anton Van Leeuwenhoek adlı bir Hollandalı tüccar, basit bir mikroskobu yapmıştır. Bu aygıt küçük, fakat gayet iyi cam merceklerden oluşuyordu. Baktığı cisimleri 200 kere büyütebiliyordu. 1665′ de Robert Hooke adlı bir İngiliz bilim adamı canlı varlıkların en büyük birimi olan hücreyi buldu. Bunun için içinde birçok mercek bulunan karma bir mikroskop kullandı. Bu mikroskobu kendisi bulmamıştı. Kullandığı mikroskobun, 1590’da Hans ve Zacharias Janssen adlı Hollandalı iki gözlükçü tarafından yapıldığı sanılmaktadır. Karma mikroskoplar zamanla gelişerek bugünkü büyütme gücüne ulaştı.
Modern mikroskoplar da, eskilerle aynı ilkelere göre yapılmaktadır. Bunlar, insan gözü gibi, cisimleri görmekte ışık kullandıkları için, optik mikroskoplar adı verilmektedir. Fakat en modern mikroskop olan elektron mikroskobunda, ışık yerine bir elektron demeti kullanılmaktadır. Zamanımızda, mikroskoplar, hekimlik ve biyoloji alanlarında çok önemli rol oynamaktadırlar. Ayrıca, jeologlara mineralleri, kimyager ve fizikçilere maddenin yapısını incelemekte çok yararlı olmaktadırlar. Arkeologlar da, eski uygarlıkları araştırmakta mikroskoptan yararlanmaktadırlar.
Mikroskobun yaptığı iş, cisimlerin daha büyük görünmesini sağlamaktır. Büyütme gücü denilen bir oranda, cisimlerin yükseklik ve genişliklerini büyük gösterir. Bu büyütme, bazı optik mikroskoplarda 18 bin kat olabilir. Normal bir büyüteç merceğinin büyütme gücü en fazla 8 veya 10’dur. Elektron mikroskoplarda büyütme gücü, birkaç yüz bindir.
Mikroskobun kalitesi, büyütme gücüyle ilgilidir; ayrıca bir cismin en ince noktalarını gösterebilmesine de bağlıdır. Cisimdeki birbirine çok yakın iki nokta, mikroskopta ayrı ayrı görülmeyebilir.
ikisi birlikte tek bir büyük nokta gibi olabilirler; büyüttükten sonra bile böyle kalabilirler. Noktaları ayrı olarak göremeyiz. Böyle noktaları ayırabilmeye, mikroskobun ayırma gücü denir. Ayırma gücü, mikroskobun ayrı ayrı görebildiği en yakın iki nokta arasındaki uzaklıktır.
Optik mikroskopta, ışığın özelliğinden dolayı, çok yakın noktalar birlikte görülür. Işık, küçük dalgalar şeklindedir. Mikroskopla bir cismi inceleyebilmek için, cisme ışık gönderilir. Gelen ışık, cisimdeki her noktadan, her yana dalgalar şeklinde dağılarak yansır.
Cismin çok yakın noktalarından gelen ışınlar karışarak, iki noktanın tek nokta gibi görülmesine yol açar. Noktalar ayrı ayrı görülemez. Noktalar, ışığın dalga boyunun yarısından daha yakınsa sonuç böyle olur. Bu yüzden, mikroskobun ayırma gücü, yaklaşık olarak, ışığın dalga boyunun yarış kadardır. Görülebilen ışığın dalga boyu santimet renin milyonda 50’si kadardır. Ayırma gücü de bunun yarısı uzaklıktır. Mavi ışığın dalga boyu, kırmızı ışıktan daha kısadır. Bu yüzden, mavi ışık kullanılırsa, ayırma gücü daha fazlalaşır.
Bir elektron mikroskobunda da net olmayan görüntüler olabilir. Burada kullanılan elektronlar da küçük dalga grupları şeklinde gönderilirler. Fakat yine de, elektron dalgalarının dalga boyları, ışığın dalga boyundan 100 kat daha kısadır. Bı yüzden, elektron mikroskobunun ayırma gücü, optik mikroskobun yüz katıdır. Buna göre, elektron mikroskobuyla birkaç atom topluluğu görülebilir. Oysa, optik mikroskopla ancak binlerce atom topluluğu incelenebilir.
Optik mikroskopta mercekler vardır. Mercekler, geçen ışığın yolunu değiştirecek şekilde, eğri yüzeyli yapılmış camdan araçlardır. Işığın yolunu değiştirmelerine, ışığın kırılması denir. Mercekler, cismin daha büyük bir görüntüsünü verirler. Gördüğümüz şey, bu görüntüdür. En basit optik mikroskopta yalnız bir mercek vardır. Bu, büyüteç denilen araçtır. Büyütme gücü çok azdır. Cisimleri değişik biçimde gösterir; çünkü kenarlarında fazla sapmalar olur. Bilim adamları ise, karma bir mikroskop kullanırlar. Bunlarda çok sayıda mercek vardır.
Bir grup mercek, ışığı daha dar bir alana toplayıp kuvvetlendirmek için kullanılır. Bunlara kondenser denir. Aşağıdan gelen ışığı, cismin tam üstüne getirmeyi sağlarlar. Işık, çok kere bir elektrik ampulünden gelir ve bir aynayla, kondensere gönderilir. Objektif denilen bir grup mercek ise, büyütme işini yapar. En üstte de görüntüyü yeniden büyütüp, görülebilecek duruma getiren mercek grubu, yani bakaç vardır.
Bazen, farklı büyütme gücünde birkaç objektif bulunabilir. Bunlar farklı büyüklükte görüntüler elde edilmesini sağlarlar. Böyle özellikleri olan bir mikroskop daha pahalı olur.
Mikroskobu iyi kullanabilmek için, tam ayarlamayı öğrenene kadar alıştırma yapmak gerekir. Ayar için cisme ışık tam olarak düşürülmelidir. Cismin tam yerine konması da önemlidir. Cisimden alman parça, çok kere, daha iyi görünsün diye boyanır, incelenecek şey, cismin ince bir parçası, bir sıvı olabilir. Işığın içinden geçebilmesi için bu örnek ince olmalıdır. Bir katı cisim inceleniyorsa, ışık üstten cisim üzerine düşürülecek şekilde ayarlanır. Işık, cisimden yansıyarak mikroskobun merceklerine gider.
Bilim adamları, çok değişik tipte mikroskoplar kullanmaktadırlar. Bunlardan biri gözle görülmeyen morötesi ışınların kullanıldığı tiptir. Morötesi ışının dalga boyu, mavi ışıktan daha kısadır; dolayısıyla ayırma gücü daha fazladır. Fakat görüntü ancak fotoğrafını çekerek elde edilebilir; çünkü gözle görülmez. Ayrıca, morötesi ışık, normal camdan geçemez, özel camlardan yapılmış mercekler gereklidir. Bu ışık, canlı organizmaları da öldürdüğü için, bunları incelemekte kullanılamaz.
Elektron mikroskobunda, ışığı kırmak için, optik) mikroskoplardaki mercekler kullanılmaz. Işığı kırmakta elektrik ve manyetik alanlardan yararlanılır. Elektronlar, negatif (eksi) yüklü küçük taneciklerdir. Boşlukta bir doğru çizgi şeklinde ilerlerler. Fakat elektriksel veya manyetik bir alandan geçirilirlerse, yollarının doğrultusu değişir. Elektriksel alan, bir pille oluşturulur. Manyetik alan ise, mıknatısla elde edilir.
Elektron mikroskobunda elektronlar, elektron topu denilen bir araçtan boşluğa fırlatılır. Isıtılmış bir metal aracılığıyla ısıtılır ve elektrik gerilimleri arttırılır. Bu gerilim milyonlarca volta kadar çıkabilir. En küçük değeri de, elektronların dalga boyu kadar olur; böyle yapılınca, mikroskobun ayırma gücü daha fazla olabilir. Elektronlar ısıtıldıktan ve gerilimleri arttırıldıktan sonra, bir delikten, içinde hava bulunmayan mikroskop tübü-ne gönderilir. Bu boşluk gereklidir; çünkü hava, elektronların gidiş yolunu değiştirir. Elektronlar daha sonra, bir manyetik mercekten geçirilerek, incelenecek cisim üzerine gönderilirler. Canlı maddeler elektronlarla öldüğü için, bu mikroskopla incelenemez. İncelenecek parça, elektronların içinden geçmesini sağlamak üzere, çok İnce olmalıdır. Yüksek voltajlı (gerilimli) elektronlar daha kalın cisimlerden de geçebilirler. Elektronlar, cisim içinde dağılır ve cismin diğer tarafındaki merceklerden geçip flüorışıl bir perdeye çarparlar. Burada görüntü oluştururlar. Ekranın çalışma şekli televizyondaki gibidir. Ekrandaki görüntü gözle izlenebilir veya fotoğrafı çekilebilir Zamanımızda kullanılan en güçlü mikroskoplar, iyon mikroskoplarıdır. Bunlar 1958’de Alman fizikçisi Erwin Müller tarafından bulunmuştur. Elektron mikroskobundan çok daha ince noktaları inceleyebilirler. Daha çok, metalleri incelemekte kullanılırlar. Ayırma gücü o kadar fazladır ki, metal kristallerinde atomların dizilişi net olarak görülebilir. Atomlar belirli bir düzende dizilirler. Metaller düşük sıcaklıkta olursa, mikroskobun büyütmesi üç milyon kat olabilir.
Elektron ve iyon mikroskoplarını, bilim adamları kullanır. Normal mikroskopları ise herkes kullanabilir.

Yorum yazın