Elektron mikroskopu
Elektron mikroskopu, Bir cismin elektronlarla etkileşmesinden yararlanarak büyütülmüş bir görüntü elde etmeyi sağlayan aygıt. Elektron mikroskopu, optik mikroskoptan daha ayrıntılı bir inceleme sağlar. Virüs ve kanserli dokular gibi biyolojik örnekler kadar, metal örneklerinin incelenmesinde de çok yararlı bir aygıttır.
BULUNMASI:
1873'te Alman fizikçisi Ernst Abbe (1840-1905), birbirine çok yakın iki parça arasındaki uzaklığın ayırt edilmesi için, buradan geçen ışığın dalga boyunun, tanecikler arasındaki uzaklığın iki katından çok olmaması gerektiğini kanıtlamıştır. Bu kural, bir örneğin içerdiği bütün noktalar için geçerlidir. İki parçacığı birbirinden açıkça ayırt etme özelliğine "ayırma gücü" denir. Ayırma gücünün "büyütme" kavramıyla karıştırılmaması gerekir. Net bir görüntü sağlanmadıkça, bir cismin kaç kez büyütüldüğü hiç önemli değildir. Görünen ışığın dalgaboyu yaklaşık 0,00005 cm'dir (5 000 angstrom Bu yüzden, optik mikroskopta, ancak birbirinden 0,000025 cm uzaktaki ayrıntılar gözlenebilir.
Büyütme gücü daha yüksek bir mikroskop geliştirme çalışmalarında, önce, dalgaboyu ışığın dalgaboyundan çok daha kısa olan X ışınlarından yararlanılmak istendi; ama X ışınlarını denetleyebilecek mercek sistemleri yapılamadı. Bunun üstüne araştırmacılar, elektronu incelemeye başladılar ve hızlandırılmış elektronların, ışığın dalga biçimine benzeyen, ama ondan 100 000 kez daha kısa olan bir tür dalga hareketiyle yol aldığını buldular. Böylece, elektrostatiğin ya da elektromagnetik alanların elektron ışınımını denetlemede kullanılabileceği ve bunların, tıpkı bir merceğin ışığı odaklaması gibi görev yapabileceği kanıtlandı. 1930 yıllarında sonra, elektron demeti oluşturma ve magnetik merceklerle denetleme, adım adım gelişti. Amaç, nesnenin bir bölge resminin elde edilmesiydi. 1939'da yapılan ilk ticari elektron mikroskopunun ayırma gücü, 0,00000024 cm'ydi (24 angström). Bu ilk mikroskoptan sonra, yapılan araştırmalarla, ayırma gücü daha da artırıldı.
ELEKTRON MİKROSKOPU ÇEŞİTLERİ
Geçişli elektron mikroskopu: Çok ince bir örnekten geçen elektron demeti kullanıldığı için, ilk elektron mikroskopuna, "geçişli elektron mikroskopu" adı verilmiştir. Nesnenin yoğunluğundaki değişiklikler, gölge görüntüde parlaklığı değişen bölgeler olarak ortaya çıkar. Geçişli elektron mikroskopu, elektronların serbestçe akışını sağlayacak bir vakum sütunundan oluşmuştur. Çok ince bir tungsten fitil (katot), elektron yayacağı sıcaklığa kadar ısıtılır. Katot ve anot arasına, 20 Ö00 -100 000 volt arasında gerilim uygulanarak, elektron demeti sütunda yukardan aşağı doğru hızlandırılır (bu sisteme, "elektron tabancası" da denir). Bakır kaplı ızgara üstüne yerleştirilmiş 3 mm çapındaki nesneye gelmeden önce, elektron ışınının büyüklüğü ve parlaklığı, denetleme mercekleriyle ayarlanır. Elektron demeti, objektifle odaklandıktan sonra, ara mercekler (düşürme mercekleri) yardımıyla büyütülür. Aygıtların çoğu 50-800 000 kez büyütür. Ekran, elektron ışını çarptığında parlaması için fosforışıl malzemeden (çinko fosfür) yapılmıştır. Bunun hemen altına da, görüntüyü çekecek fotoğraf makinesi yerleştirilmiştir. Elektron mikroskopunda çekilen mikrofotoğrafların, çok büyütülmesi gerekmez; çünkü bu resimler daha sonra, normal fotoğrafçılık işlemleriyle, istenildiği kadar büyütülebilir.
Geçişli elektron mikroskopunun örnekte odaklanabileceği derinlik (alan derinliği) optik mikroskopta olduğu gibi sınırlıdır.
Taramalı elektron mikroskopu: 1965'te, alan derinliği nesnelerin üç boyutta incelenmesine olanak veren yeni bir tür elektron mikroskopu geliştirilmiş, bu yeni mikroskopa, "taramalı elektron mikroskopu" adı verilmişti. Tıpkı geçişli elektron mikroskopunda olduğu gibi, bunda da vakum sütunu, elektron tabancası ve elektron demetini örnek üstüne düşüren toplayıcı mercekler bulunur. Toplayıcı mercek sisteminde bir çift bobin vardır. Bobinler, çok ince bir elektron demetinin örnek yüzeyini taramasını sağlar. Buna bağlı olarak çalışan katot ışını tüpü de, aynı sırayla ve eşgüdümlü ekran üstünde tarama yapar. Nesne yüzeyine çarpan elektron demeti, yüzeyden ikincil elektronların yayımlanmasına neden olur. İkincil elektronlar, bir bulucuya çekilir; bulucu, yükseltici yoluyla katot ışını tüpünün kafes devresine bir sinyal gönderir.
Nesneden ne kadar çok elektron koparsa, katot ışını tüpünde bu noktaya karşılık olan ışık beneği o kadar parlak olur. Büyütme oranı, katot tüpünün büyüklüğü ile taranan alanın büyüklüğü arasındaki ilişkiye bağlıdır ve 10 - 200 000 kez arasında değişir. Görüntünün parlaklık ve kontrastı, tıpkı televizyon görüntüsünde olduğu gibi, ayarlanabilir ve pozitif ya da negatif resim olarak verilebilir. Görüntünün resmi, sıradan bir fotoğraf makinesiyle ya da polaroid fotoğraf makinesiyle çekilebilir. Tarama yapan beneğin çapı ne kadar küçük tutulursa o kadar yüksek ayırma gücü elde edilir. Ancak, benek çapı küçüldükçe, içerdiği enerji de azalmaktadır.
Taramalı geçişli elektron mikroskopu: İlk olarak 1960 yıllarında geliştirilmeye başlanan ve 1973'te ticari biçimi üretilen üçüncü elektron mikroskop çeşidi|olanıtara-malı geçişli elektron mikroskopunda, "alan yayıcı" adı verilen yeni bir tür elektron tabancası kullanılır. Dış görünüm olarak, bu mikroskop da öbürlerine benzer. Gene elektron demeti nesneyi tarar; elektronlar bir bulucuda toplanır; görüntü, taramalı ekrandan verilir. Alan yayıcının sağladığı elektron demeti, yüksek enerjili ve son derece incedir (çapı birkaç angström kadar). Dolayısıyla bu mikroskop, hem geçişli mikroskop kadar yüksek ayırma güçlüdür; hem de taramalı elektron mikroskopundaki gibi görüntüyü TV ekranına yansıtır.