Dünden Bugüne Mikroskoplar Tarihçesi

Milattan sonra 1. yüzyılda ilk mercek icat edildi. Küresel bir camın içine su doldurularak ışığın dağılması veya çoğalması sağlanıyordu ve aydınlatma amaçlı kullanılıyordu. 13. yüzyılda ise İtalya’da ilk silikat camı üretilerek uzağı görmeyen insanların sorunları çözülmeye başlandı. 16. yüzyılda içbükey merceklerin üretilmesiyle yakını göremeyen insanların sorunları da çözüme kavuştu. Yine 16. yüzyılda içbükey ve dışbükey merceklerin doğrusal kombinasyonları denenerek ilk mikroskop geliştirildi. Bu mikroskop bir nesneyi tamamen kapalı iken 3 kat, açıkken ise 9 kat kadar büyütebiliyordu.

Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723) 40 yaşlarında mikroskop kullanmaya ve yapmaya başladı. Hooke’nin direktiflerini de göz önünde bulundurarak 400’den fazla mikroskop üretti. Bunların sadece 9 tanesi günümüze kadar ulaşabildi. Leeuwenhoek 1673’te basit mikroskoplarla yapılabilecek deneyler hazırlayarak bunları Londra’daki kraliyet birliğine yolluyordu. Bunları yaparken ilk protozoa, bakteri ve spormatozoa’nın da tanımını yapan ilk kişi oldu. Kendisi bunlara hayvancık (animalcules) diyordu. İlk kırmızı kan hücrelerinin detaylı tanımını gerçekleştirdi. Leeuwenhoek bir bilim adamı değildi.

Mikroskopla ilgili bağlantılı makalelerimizi de okumak isteyebilirsiniz 🙂

Bu dönemden sonra mikroskoplar ikiye ayrıldı:

1-) Tek mercekli mikroskoplar (Leeuwenhoek mikroskopu) :

Düzgün işlenmiş tek mercekli mikroskop birleşik mikroskoptan çok daha iyi sonuç vermiştir. Görüntüde 50 kat ile 200 kat arasında bir büyütme sağlanabiliyordu. Nesne yerleştirildikten sonra göze çok yakın olacak şekilde kaldırılıyor, odaklama için çok iyi konsantre olmak gerekiyordu.

2-) Birleşik Mikroskoplar:

Bu mikroskoplar iki ya da daha çok mercek sistemlerinden oluşur. Bazı birleşik mikroskoplar sadece basit olarak oküler (göz yeri) ve objektiften oluşur. Teleskopun kullanılması gibi kullanılıyordu. Hooke’un mikroskobundaki aksaklık ayna sisteminde bütün ışınların bir noktada toplanmamasından kaynaklanıyordu. 40 kat ya da 50 kat gücünde kullanmak istiyorsa, görüntünün bulanık olmasını kabullenmek zorundaydı.

17. yüzyıl boyunca mercek sayısı arttırılarak bunları tüpe yerleştirme deneyleri devam etti. Bu deneyler Holandalı astronom ve fizikçi olan Christopher Huygens’in (1629-1695) Huygens okülerini keşfetmesine kadar sürdü. Bu oküler dışbükey kısmı objektife bakacak şekilde iki tek taraflı dışbükey mercekten oluşuyordu. En alttaki mercekler gerçek görüntüyü objektifin daha parlak fakat küçük görüntü vermesi için ayarlıyordu. Bu küçük görüntü daha sonra üstteki mercek tarafından alınıyordu. Huygens tasarımı hâlâ büyütmek için geçerli temek ilkedir.

O dönemde insanlar henüz mikroskopla bilimsel keşifler yapılabileceğini düşünmüyordu. Mikroskopta birtakım küçük hayvanları bacaklarına, antenlerine ya da çiçek tozlarına bakmakla yetiniyordular. Mikroskobun gerçek öneminin anlaşılması Marcello Malpighi’nin (1628-1694) yaptığı keşiflerle sağlandı. Marcello Malpighi  mikroskobu atardamar ile toplardamar arasındaki kılcal damarları görmek için kullandı. Böylece mikroskop kullanımında çağdaş yaklaşımın ilk adımları atılmış oldu.

Akromatik Mercekler:

18. yüzyılda mikroskoplarda netliğin ve keskinliğin arttırılması isteniyordu. O dönemdeki mikroskoplarda renk kaymaları olmaktadıydı; çünkü ışığı kırabilen herhangi bir nesne (cam) ışığın farklı dalga boylarını (renklerini) farklı miktarda kırar. Herhangi bir basit merceğin her renk için az da olsa farklı odak aralıkları olacaktır. Eğer bir nesne beyazsa (her renge sahiptir) kırmızı ve maviden farklı bir yere odaklanacaktır. Sonuç olarak bir nesneyi odakladığımızda nesnenin etrafında bulanık mavi ya da kırmızı halkalar olacaktır.

1730’larda Chaster More Hall ilk defa akromatik mercek fikrini ortaya attı. 1750’lerde John Dolland bu fikri duyarak patentini aldı ve akromatik mercekler üretti. İmalat zorlukları nedeniyle 1800’lere kadar akromatik mikroskop merceklerinin üretilmesi ertelenmiştir.

Küresel Eğriliğin Düzeltilmesi:

Joseph Jackson Liste 1830’da küresel eğrilik (küresel bulanıklık) sorununu çözdü.  Işık açısını düşüren küçük çaplı mercekler kullandı. Mercekleri daha az kavisli üretti. Arka arkaya yerleştirilmiş çoklu mercek sistemleri kullandı.

Çözünürlüğün Arttırılması:

Ernst Abbe 1877’de yayınladığı bir makalede çözünürlüğün sınırlarını tanımladı. En düşük çözünürlük mesafesi (d), ışığın dalga boyunun (lambda), nümerik mercek çapına (N.A.) bölünmesine eşittir. Nümerik mercek çapı nesne üzerindeki bir noktadan nesneye doğru gelen ışık konisi açısıyla doğru orantılıdır. Mikroskoptan mümkün olan en fazla çözünürlüğü elde etmek için objektif, nesneden mümkün olduğunca çok ışık konisi toplamalıdır.

1880’lerde yağ daldırma objektifleri (Oil immersion) kullanarak, nümerik mercek çapı (Numeric Aperture) 1.4 sayısına ulaşıldı. Bu değer ışık mikroskobunun 0.2 mikron aralıklı iki noktanın çözünürlüğünü sağlamaktadır. Çok sıradışı daldırma sıvılarını ve UV ışığı dışarıda bırakılırsa bugünkü sınır 1.4 N.A.’dır.