Mikroskop Nedir

Mikroskop Nedir – Mikroskop Nasıl Kullanılır

Çok küçük nesnelerin gözlenmesini sağlayan optik aygıtı.

OPTİK MİKROSKOP

Optik mikroskop, biri objektif, öbürü göz merceği (ya da oküler) [Çiz.l] olarak adlandırılan iki optik sistemden oluşur. Objektif, incelenen AB nesnesinin büyütülmüş bir A’B’ görüntüsünün elde edilmesini sağlar. Gerçek bir büyüteç olan göz merceğiyse A’B’ görüntüsünü (ara görüntü adı verilir) gözlemeye yarar; gerçekte, optik sistem A’B’ ‘nün bir A”B’’görüntüsünü oluşturmak için kullanılır, gözlemcinin gördüğü son görüntü de budur. Çizim l’deki durumda (genel olarak karşılaşılan durum), bu görüntü zahiri ve terstir; bunun da hiçbir sakıncası yoktur. Göz merceğinin bir başka konumu için bu görüntü gerçek olabilir ve böylece duyarlı bir yüzeyin üzerine kaydedilebilir.

YAPISI
Mikroskop NedirObjektif ve göz merceği ağır bir metalik destek yardımıyla dik ya da eğik konumda tutulan bir tübün iki ucuna yerleştirilir. Nesne,tabla adı verilen bir yüzey üstüne konur, arka tarafına yerleştirilen bir ışık kaynağıyla aydınlatılır ve ışın demeti bir ayna ya da yoğunlaştırıcıyı (kondansör) oluşturan bir mercek sistemi yardımıyla toplanır. Saydamsız olan nesnelerse bir aydınlatıcı yardımıyla yansımayla aydınlatılır. Tüp bir dişli yardımıyla bütün olarak yer değiştirebilir. Ayarın yapılmasını sağlayan yer değiştirme ya dişli yardımıyla kabaca ya da mikrometrik vida yardımıyla çok kesin olarak gerçekleştirilir; ayrıca mikro-metrik vida bu yer değişiminin uzunluğunun ölçümünü de sağlar. Objektif, küçük odak uzakbklı yakınsak bir sistemdir ve genellikle karmaşık bir mercek sisteminden oluşur. Bu sistemin uzaklığı, indisleri ve eğrilik yarıçapları, bütünü elden geldiğince geometrik sapınçlardan ve renksemezlikten kurtaracak biçimde hesaplanmıştır. Farklı büyütmeler için öngörülen çok sayıda objektif bunların çabucak uygun konuma getirilmesini sağlayan bir düzeneğin üstüne yerleştirilmiştir. Mikroskobun aydınlanmasını yetkinleştirmek ve ayırma gücünü artırmak için nesne, indisi, ön merceğin camının indisine yakın olan saydam bir sıvı içine yerleştirilir.

Göz merceği de objektif gibi yakınsak bir sistemdir; odak uzaklığı 1-5 sm arasında değişir. Aygıt çoğunlukla, birbirleriyle yer değiştirebilen değişik güçlerde birçok göz merceği içerir. Mikroskoba ayrıca aydınlık oda olarak adlandırılan bir düzenek eklenmiştir. Bu düzenek incelenen nesnenin görüntüsüyle dereceli bir ölçeğin (ya da bir kâğıdın) görüntüsünün üst üste getirilmesini sağlar. Böylece görüntünün boyutları ölçülebilir ya da kâğıt üstüne çevre çizgileri aktarılabilir. Mikroskop ayrıca, ya göz mercekleri duyarlı yüzey üstünde gerçek bir görüntü oluşturan ya da bu amaçla sıradan bir fotoğraf objektifinden yararlanılan bir fotoğraf düzeneğiyle birlikte de kullanılabilir.

AYIRMA GÜCÜ

Bir mikroskobun en önemli niteliği ayırma gücüdür; yani birbirine çok yakın iki noktanın farklı iki görüntüsünü verme yeteneğidir. En iyi kullanım koşullarında bile (stigmatik [tek görüntülü] ve küresel sapıncın bulunmadığı sistemler), mikroskobun ayırma gücü kırınma olaylarıyla sınırlanır. Gerçekten de, ışıklı bir noktanın görüntüsü bir nokta değil de, birbirini almaşık olarak izleyen eşmerkezli. karanlık ve aydınlık halkalarla çevrili, ışıklı bir dairesel lekedir. İki nokta, ancak aralarındaki uzaklık en azından koyu renkli ilk halkanın yarıçapına eşit olduğunda, ayrı ayrı görülebilir. Bu yarıçapın uzunluğu 0 6/

e = n sin u bağmtısma eşittir. Burada kullanılan ışığın dalga boyu A ile, kırılma indisi n ile ve demetin objektif içine girişteki açıklık yarı açısı u ile gösterilir; n.sin u miktarına sayısal açıklık denir.

Demek ki, bir mikroskobun ayırma gücü, aydınlatan ışığın dalga boyu küçüldükçe büyür: dolayısıyla mor ışıktan (en küçük dalga boyundaki görsel ışınım) ya da fotoğraf kaydı söz konusu olduğunda morötesi ışıktan yararlanmak elverişli olur. Gözlenecek nesneyi, kırılma indisi n^ 1,5 (havada 1) olan sedir yağına batırarak da bu ayırma gücü artırılabilir. Öte yandan, demet açıklığı olabildiğince büyük alınır. Bu sonuncu koşul oldukça karmaşık objektiflerin kullanımını gerektirir.
çünkü bunlar Gauss koşullarında (eksenden çok uzak olmayan nesne-noktaları. açıklığı küçük ve eksene az eğimli ısın demeti) çalışmadıklarından, geometrik sapınçtan yoksun olmaları gerekir. Bu yolla yaklaşık olarak 0,2 mikrometrelik (mikronluk) bir ayırma gücüne erişilmiştir; bu da aygıtın içinde-birbirinden ancak mikronun onda ikisi kadar uzakta bulunan iki noktanın ayırt edilebilmesi anlamına gelir.

BAZI ÖZEL MİKROSKOPLAR

Nesnenin doğal ışık yerine tekrenkli ışıkla aydınlatıldığı bir mikroskopta tekrenkli (tekbileşenli) ışık kaynağı kullanılır. Böylelikle renk sapınçları ortadan kalkar ve mikroskobun optik sistemleri daha yalınlaştırılmış olabilir. Ayırma gücünü düzeltmek için çoğu kez morötesi ışık kullanılır, ancak bu durumda optik sistemler camın ısınımı yutmasından dolayı camdan yapılmaz; bunun yerine ya kuvars ya da flüorin kullanılır. Ama bu durumda da mercekler çok pahalıya mal olduğundan. ayna kullanımı yeğlenir. Mntalografik mikroskop saydamsız nesnelerin yüzeylerinin (sözgelimi, metal parçalarının yüzeylerinin) incelenmesini sağlar. Bu tür mikroskoplar bazı parçaların düzenlenmesine göre sıradan mikroskoplardan ayrılırlar. Bunlarda kondansör yoktur; bu görevi objektif yüklenir.

Nesne, objektif ve göz merceğinin sıradan mikroskoptaki gibi olduğu bir metalografik mikroskop örneği çift göz merceklidir. İkinci bir örnekteyse tabla üst düzeydedir; üstüne incelenecek nesne konur; objektif cismin altına konmuş olduğundan, ayar yapmaya gerek yoktur, çünkü incelenen yüzey tabla düzlemindedir. Çapı çok küçük cisimler, alışılmış yöntemle aydınlatıldıklarında mikroskopta görülemezler, ama objektif yalnızca kırılan ışığı alacak biçimde düzenlenirse, bunlar gözlenebilir duruma gelir. Bunun için de söz konusu nesneleri aydınlatan ışığın objektife gelmesi engellenir ve görüntüleri siyah fon üstünde belirir.

UYGULAMALAR
Mikroskop, laboratuvarın vazgeçilmez bir aracıdır. Bilimsel ilerlemelere çok önemli katkısı vardır. Mikroorganizmaları tanımak, hastalıkların nedenlerinin araştırılmasına katkıda bulunmak, içine yabancı madde karışmış ya da bozulmuş yiyeceklerdeki zararlı maddeleri saptamak, değerli tc lan. doğal incileri inceleyip, bunları yapma tas ve incilerden ayırt etmek, alaşımların fiziksel ve kimyasal çözümlemesini yapmak, mikroskopların sayısız uygulamalarından bazılarıdır. Mikroskop ayrıca mikrofotoğrafçılık tekniğinde, mikrofotometride. meteo-ıolojide kullanılır ve coğu kez televizyon kamerasıyla birleştirilir.

ELEKTRON MİKROSKOBU

Boyutları nanometrenin birkaç onda-birine eşit olan bir nesnenin görüntüsünün elde edilmesini sağlayan elektron mikroskobunda (elektronik mikroskop da denir) görüntüyü oluşturmak için bir elektron demetinden yararlanılır.

YAPISI
Optik bir mikroskopla görüntü, nesnenin aynı bir noktasından çıkan tüm ısınları, görüntünün aynı bir noktasında toplayacak biçimde ısınları saptıran bir mercek sistemi yardımıyla oluşur. Bir elektron mikroskobundaysa, birinci durumda ısığm oynadığı rolü elektronlar üstlenir. Nesnenin bir noktasından gelen tüm elektronları elektronik görüntünün bir noktasında toplamak için (elektriksel ya da magne-tik alan elde edilmesini sağlamalarına göre) elektrostatik ya da elektro-magnetik mercekler olarak adlandırılan düzenekler kullanılır (elektronlar, bu tür alanlar aracılığıyla saptırıla-bilmektodir).

Bir elektron mikroskobunu oluşturan parçalar arasında sunlar göze çarpar (Çiz.2): Bir elektron tabancası; ısın demetini toplayan sistemler: görüntüyü oluşturan aygıtlar. Elektron tabancası. termoelektronik olay yoluyla elektron yayınlayan bir katottur; bir elektrik akımıyla ısınan bir tungsten telinden oluşur: katoda göre negatif olan bir elektrot, elektronların dar bir demette toplanmasına yarar: son olarak.
bir anot bu taneciklere büyük hızlar verilmesini sağlar; bunun için anotla katot arasına çok büyük bir potansiyel farkı uygulanmaktadır (onbinler-ce volt).

Bu yolla hızlandırılan elektronlar, ortasında bir boşluk yaratılmış olan aygıtın içinde ilerlerler ve sıradan mikroskobun objektif, göz merceği ve yo-ğunlaştıncısma benzer bir rol oynayan mercek sisteminin etkisinde kalırlar. Elektromagnetik mercekler, ferro-magnetik bir gövdeye yerleştirilmiş bakır telli bobinlerdir. Optikte olduğu gibi bir odak uzaklığı belirlenir; bu uzunluk bobinden geçen magnetikleş-tirici elektrik akımına bağlıdır; ayar, bobinden geçen elektrik akımının şiddeti değiştirilerek yapılır. Elektrostatik mercekler, elektronların geçmesi için merkezlerine bir delik açılmış ve iyi belirlenmiş elektriksel potansiyellere getirilmiş olan basit disklerdir, içinden elektron akışının geçebilmesi için çok ince olan incelenecek pre-parat objektif merceğinin üstünde, çok ince bir tel kafese dayalı, elektronları geçiren ince bir kollodyum tabakasından yapılmış saydam bir taşıyıcıya yerleştirilmiştir.
Görüntü, aygıtın çıkışındaki bir düzlem üstünde oluşabilecek biçimde ayarlanır; bu düzlemde, duruma göre, flüoresan bir ekran ya da çok ince taneli bir fotoğraf plağı yerleştirilmiş bulunmaktadır. Görüntüyü, elektron demetinin bir bölümünü soğuran ya da yavaşlatan preparatm büyütülmüş gölgesi oluşturur. Soğurma farkları, görüntünün, farklı yoğunluklarıyla kendini belli eder. Tübün dışında, aygıtta yüksek gerilimli bir kaynak ve güçlü bir pompalama düzeni bulunur.

İYON MİKROSKOBU

İyon yayınımlı ya da “soğuk” yayınımlı mikroskop, 1951’e doğru E. W. Mül-ler’in, maden örneklerini incelemek amacıyla gerçekleştirdiği bir aygıttır. Yaklaşık olarak milyon kez büyütme gücü ve angstrom düzeyindeki (1A= 10 ‘° m) ayırma gücü, incelenen örnekleri oluşturan atomların ortaya çıkarılmasını sağlar.

İŞLEYİŞİ
İncelenecek örnek, çapı yirmi-otuz nanometre olan yarımküre biçiminde, son derece ince metalden sivri bir uçtur. Bu örnek, içinde İCH mm’lik cıvaya yakın bir boşluğun bulunduğu (kalan gaz helyum, argon ya da neondur), kapalı bir kabın içine, flüorışıl bir ekranın karşısına yerleştirilmiştir (Çiz.3) Ekran ve atomların ısısal titreşimle: rini azaltmak için azot ya da sıvı hidrojenle soğutulmuş olan örnek, 5-20 kilovoltluk bir potansiyel farkının uygulanmasını sağlayan bir üretecin iki ucuna bağlanmıştır (örnek, ekrana göre pozitiftir). Böylece bu iki öğe arasında yoğun bir elektrik alanı elde edi-iir (alan çizgileri, ince uçtan ekrana doğru giderler); alan, örneğe ait atom basamaklarını oluşturan atomların yakınında özellikle büyüktür (Çiz.4). Bu elektriksel alanın etkisiyle, sivri ucun yakınından geçen helyum atomları kutuplanırlar ve bu durumda pozitif bir bölgeyle negatif bir bölge gösterirler; daha sonra sivri uç tarafından çekilerek üzerine doğru sıçrarlar ve iyonlaşırlar (elektron yitimi). Sivri uç tarafından şiddetle itilen pozitif iyon, bir elektrik alanı çizgisiyle çakışan bir yörünge çizerek flüorışıl ekrana çarpar; bu çarpma da kendini ışıklı bir nokta biçiminde belli eder. Çarpmaların duyarlı bir plaka üstünde toplanmasıyla parlak noktalardan oluşan bir figür elde edilir; bu, en kuvvetli elektrik alanıyla çevrelenmiş atomların oluşturduğu figürün oldukça doğru bir kopyasıdır.

UYGULAMALAR

Görüntünün büyümesi, yaklaşık olarak ince uç-ekran uzaklığının, ince ucun yarıçapıyla oranına eşittir. Aygıtın sıcaklığı düştükçe, içindeki basınç azaldıkça (bu, helyum iyonları ve atomları arasındaki çarpışma olasılığını da azaltır) ve iyonlaşan gaz atomu küçüldükçe aygıtın ayırma gücü büyür. İnce ucu oluşturan metalin seçimi, ekranla uç arasına uygulanmakta olan potansiyel farkı göz önüne alınarak yapılır: Bu, metali buharlaştıracak değerin altında olmalıdır. Örneğin soğutmak için helyumdan yararlanılıyorsa, ancak tungsten, molibden, iridyum ve platin; neon ya da argondan yararlanılıyorsa demir, nikel ve krom incelenebilir.

İyon yayınımlı mikroskop, özel madensel yüzeylerin yapısının ve özellikle kusurlarının incelenmesini sağlar. Bu mikroskoplar ayrıca, madensel yüzeyler üstündeki soğurma olaylarının incelenmesinde de çok yararlıdır.

Yorum yazın