Mikroskop: Kim, Ne Zaman İcat Etti?

nicolas_/iStock

Bu sesli yayına Bilim Genç Spotify, Google Podcasts, Apple Podcasts kanalları üzerinden de ulaşabilirsiniz.

2019’un sonlarında başlayan salgınla birlikte yeni tip koronavirüs günlük hayatımızın ayrılmaz bir parçası hâline geldi. Koronavirüs dendiğinde artık gözlerimizin önüne yuvarlak bir şekil ve o şekil üzerindeki dikene benzeyen sivri uzantılar geliyor. Peki, koronavirüsün bu şekle sahip olduğunu nasıl mı biliyoruz? Elbette mikroskop sayesinde…Mikroskop gözle göremeyeceğimiz kadar küçük virüsleri, bakterileri, hücreleri, atomları ve daha birçok şeyi yakından görmemizi sağlıyor. Gelin, şimdi bizlere mikro dünyanın kapılarını aralayan mikroskobun keşfine hep birlikte “yakından” bakalım.

spawns/iStock

Mikroskobu Kim İcat Etti? 

"Mikroskobu kim icat etti?" ya da "Mikroskobu kim buldu?" sorularına cevap vermeden önce mikroskobun keşfine zemin hazırlayan gelişmelere bakalım. Yıllar önce Romalılar ortası kalın, kenarları ince bir cam parçasıyla bakıldığında nesnelerin daha büyük göründüğünü fark ettiler. Mercimek tanelerine benzeyen bu cam parçalarına Latince “mercimek” anlamına gelen lentil kelimesinden türettikleri “lens” (yani mercek) adını verdiler. Merceklerin 13. yüzyılda gözlük üretiminde kullanılması ile birlikte mikroskobun keşfi için de ilk adım atılmış oldu. 

İlk Mikroskop 

Işık ışınlarını büken kavisli kenarlara sahip merceklerin mikroskop yapımında kullanılabileceğini fark eden ilk kişi de bir gözlük üreticisiydi. Hollandalı Hans Janssen ve oğlu Zacharias, 1590’lı yıllarda, tek bir mercekle nesnelerin biraz büyütülebilmesinden yola çıkarak iki mercekle daha fazla büyütmenin de mümkün olabileceğini düşündüler. Mercekleri bir tüpün içine yerleştiren baba ve oğul, tüpün ucundaki nesnenin 10 kat daha büyük göründüğünü fark etti. Böylece tarihte bilinen ilk mikroskop daha doğrusu ilk optik mikroskop icat edilmiş oldu.

Print Collector/Getty Images

Hans Janssen ve oğlu Zacharias geliştirdikleri mikroskopta bir nesneyi incelerken...

Robert Hooke'un Mikroskobu

1660’lı yıllarda İngiliz bilim insanı Robert Hooke, Janssen’in mikroskobunu Londralı bir üretici olan Christopher Cock’un da yardımıyla geliştirdi. Hook, mikroskobunu kullanarak binlerce nesneyi ve canlıyı inceledi. Gördüğü tuhaf ve heyecan verici ayrıntıların çizimlerini 1665’te Micrograpia adlı kitabında yayımladı. Hooke’un bir tür mantarda gördüğü boş odacıklara“hücre” adını vermesi ile birlikte biyolojide hücrelerin ilk tanımı yapılmış oldu. 

Science & Society Picture Library/Getty Images-UniversalImagesGroup/Getty Images

Robert Hooke’un mikroskobu ve mikroskopla görüntülediği mantar hücrelerine ait çizim

Anton van Leeuwenhoek'un Mikroskobu

Hollandalı Anton van Leeuwenhoek ise 1670’lerde Hook’un Micrograpia kitabından ilham alarak kendi merceklerini geliştirdi ve nesneleri 270 kat büyütebilen mikroskoplar üretti. Leeuwenhoek, kendi dişinden alınan bir plak örneğini mikroskopta inceledi ve gördüğü küçücük canlılar karşısında hayrete düştü. Böylece “mikroorganizmalar” keşfedilmiş oldu.

UniversalImagesGroup/Getty Images

Anton van Leeuwenhoek’un mikroskobu

Louis Pasteur'ün Kuramı

İki yüz yıl kadar sonra Louis Pasteur de hasta hayvanlardaki bakteriler üzerinde çalışırken mikroskoptan yararlandı. Pasteur’ün mikroorganizmaların hastalıklara neden olduğunu açıkladığı kuramı tıpta bir devrim yarattı. 

pictore/Getty Images

Louis Pasteur

Bilim insanları tarafından hâlâ yaygın şekilde kullanılan modern optik mikroskoplar görüntüyü 1.000 katı kadar, en güçlü olanlarsa 2.000 katı kadar büyütebiliyor. Günümüzde optik mikroskopların yanı sıra farklı özelliklere sahip mikroskoplar da kullanılıyor. Bunlar arasında bilim insanlarının araştırmalarında sıkça yararlandığı elektron mikroskobu ve taramalı tünelleme mikroskobu öne çıkıyor.

Elektron Mikroskobunu Kim Buldu?

Elektron mikroskobu, 1930’lu yıllarda Alman fizikçi Ernst Ruska tarafından geliştirildi. Bu mikroskoplarda ışık yerine elektron demeti kullanılır. Cihazdan çıkan elektronlar örneğin yüzeyine çarptıktan sonra, saçılan elektronlar incelenerek örneğin bileşimi ve yüzey yapısı hakkında bilgiler elde edilir. Elektron mikroskopları, bir milimetrenin dört milyonda biri büyüklüğündeki nesneleri algılayabilir ve bunları neredeyse 1 milyon kez büyütebilir. Bu yolla büyütülmüş görüntüler bir bilgisayar ekranında gösterilir. Elektron mikroskopları ile elde edilen görüntüler siyah beyazdır ancak bilim insanları bunları bilgisayar yardımıyla renklendirir. 

NurPhoto/Getty Images-BSIP/Getty Images

Elektron mikroskobu örneği ve bu mikroskopla görüntülenen yeni tip koronavirüsler

Taramalı Tünelleme Mikroskobunu Kim Buldu?

1980’lere gelindiğinde Alman bilim insanları Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer tarafından taramalı tünelleme mikroskobu geliştirildi. Bilgisayarla kontrol edilen bu mikroskoplarda incelenen yüzeyin çok yakınına birkaç atom büyüklüğünde bir iğne ucu getirilir. Bu uçla yüzey arasına küçük bir elektrik potansiyeli uygulandığında aralarından elektrik akımı geçer. Taramalı tünelleme mikroskopları örneklerin atom ölçeğinde üç boyutlu görüntülenmesine imkân verir.

agefotostock/Alamy-Andrew Dunn/Alamy

Taramalı tünelleme mikroskobu örneği ve bu mikroskopla görüntülenen silisyum atomları 

Bir nesneyi yüzlerce, binlerce hatta milyonlarca kez büyütebilmek bilim insanlarının canlı ve cansız varlıkların yapısına dair ayrıntıların farkına varmasını sağladı. Siz de küçük bir mikroskop edinerek mikro dünyanın hayranlık verici görüntülerine tanık olabilirsiniz.

Kaynaklar:

• Craft, N., Tıpta Çığır Açan Buluşların Küçük Kitabı, Çev.: Ö. Akpınar, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2014.
• Ellyard, D., Kim Neyi Ne Zaman İcat Etti, Çev.: U. Mutlu, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2017.
• Ferris, J. ve ark., Dünyayı Değiştiren Fikirler, Çev.: Z. Arık Tozar, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2017.
• Rogers, K., Mikroskop Hakkında Her Şey, Çev.: O. Dizdar, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2015.
• Turner, T., Mills, A., Gifford, C., Tarih Yazan 100 İcat Dünyamızı Şekillendiren Parlak Buluşlar, Çev.: F. C. Dansuk, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2019.
• https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/308233
• https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/mikro-dunyayi-renkli-olarak-gozlemlemek-artik-mumkun
• https://www.ccmr.cornell.edu/wp-content/uploads/sites/2/2018/03/Reading_-How-do-the-lenses-in-a-microscope-work_.pdf
• https://www.nist.gov/pml/scanning-tunneling-microscope/scanning-tunneling-microscope-introduction