Daha küçüğü görme tutkusu Abdullah Atalar Bilkent Üniversitesi 17 Nisan 2008 IDV Özel Bilkent Erzurum Laboratuvar Lisesi

Frekans ve dalgaboyu λ = c / f Frekans: 1 saniyedeki titreşim sayısı Dalgaboyu: İki titreşim tepesi arası uzaklık c : Yayılım hızı Elektromanyetik dalgalar için c = 300 000 km/sn 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

TV yayın frekansı: 0.1-0.3 GHz Frekans ve dalgaboyu λ = c / f c = 300 000 km/sn TV yayın frekansı: 0.1-0.3 GHz 1 GHz= 1 000 000 000 Hz = 109 Hz Dalgaboyu: 1 – 3 m 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Frekans ve dalgaboyu Cep telefonunun frekansı TURKCELL: 0.9 GHz Dalgaboyu = 33 cm AVEA Frekansı: 1.8 GHz Dalgaboyu=17 cm 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Uydu yayın frekansı: 12 GHz Frekans ve dalgaboyu Uydu yayın frekansı: 12 GHz Dalgaboyu: 2.5 cm 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Radarla görünen uçak 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Stealth uçak (Sessizce yaklaşma) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Radarda görünmeyen uçak 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Trafik radarı frekansı: 30 GHz Frekans ve dalgaboyu Trafik radarı frekansı: 30 GHz Dalgaboyu: 1 cm 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Kırmızı ışığın frekansı: 500 000 GHz Frekans ve dalgaboyu λ = c / f c = 300 000 km/sn Kırmızı ışığın frekansı: 500 000 GHz Dalgaboyu: 0.0006 mm = 0.6 mikron 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Frekans ve dalgaboyu Mavi ışığın frekansı: 750 000 GHz Dalgaboyu: 0.0004 mm = 0.4 mikron 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Mikroskop Van Leeuwenhoek Mikroskobu Tek mercekli 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Optik mikroskop 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Bir Mikroskobun gösterebileceği en küçük şey: Çözünürlük Dalgaları bir dalga boyundan daha küçük bir yere odaklamak mümkün değildir. Mavi ışık kırmızıdan daha iyi. Blue ray CD’lere daha çok bilgi sığıyor. Ama mordan ötesini göz göremiyor... 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Çözünürlüğü iyileştirmek için λ = c / f Hava yerine sıvı kullanalım: Hız azalır Dalga boyu ufalır ve çözünürlük iyileşir. Yağ damlası ile kullanılan optik mikroskop 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Elektron mikroskobu Bır vakum içinde elektron tabancasından çıkan elektronları manyetik veya elektrik alanını kullanarak taratır Bu işlem bir TV tübündeki elektronlara benzer Elektronlar çok ufak bir noktaya odaklanabilir. 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Elektron mikroskobu

Elektron mikroskobu Sıçrayan elektronlar toplanır. Tarama ile resim haline getirilir Çok yüksek çözünürlüğe sahiptir Vakum içinde çalışabilir Çok yüksek büyütme sağlayabilir. Maddelerin sadece yüzey resimlerini çeker. 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Çözünürlüğü iyileştirmek için λ = c / f Elektromanyetik dalgalar yerine ses dalgalarını kullanalım: Hız çok daha yavaş! Hem de maddelerin içine girebilir. 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Yüksek frekanslarda ses dalgaları Su içinde sesin hızı = 1500 m/sec Frekans Dalgaboyu 10 MHz 150 mikron = 0.15 mm 100 MHz 15 mikron 1 GHz 1.5 mikron 10 GHz 0.15 mikron 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Ultrason resim 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Ses dalgaları nasıl odaklanır Snell kanunu: sin 1/ sin 2 = v1/v2 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Ses hızı Su içinde ses hızı=1500 m/sec Safir içinde ses hızı=11000 m/sec v1/v2=1/7 Snell kanunu: sin 1/ sin 2 = 1/7 1 çok küçük olmak zorunda 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Bir yüzeyde kırınım ve Odak noktası X-Işını Optik Ses dalgası Ses: F= 1.15R Optik: F=3 R X-Işını: Odak yok Bir yüzeyde kırınım ve Odak noktası 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Akustik mikroskop merceği Çevirgeç Safir Cam tabaka Su damlası Obje Akustik mikroskop merceği 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Akustik mercek 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Akustik mercek (50 mikron yarıçap) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Akustik mikroskop Akustik Mercek Mekanik Tarayıcı Sinyal Jeneratörü T/R Anahtar Gecikmeli Anahtar Ekran Darbe Jeneratörü Az Gürültülü amfi Bilgisayar Amfi A/D çevirici Detektör Akustik mikroskop 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

İlk akustik mikroskop (1976) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

İkinci prototip (1977) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Objeden yansıyan ses dalgasının osiloskopta görünmesi 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Parlatılmış kömür yüzeyinin akustik görüntüsü 750 MHz 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Alyuvar ve akyuvarların akustik resimleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Şanssızlık: Tabiat geçit vermiyor! Ses dalgaları frekans yükselince daha çok absorbe oluyor (yutuluyor)! TV frekansı 100 MHz’de ses 5 cm uzakta yokoluyor Cep telefonu 1 GHz’de ses 0.5 mm uzakta yokoluyor 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Su yerine başka bir sıvı olur mu? Civa H2S Sıvı Helyum (-273 derecede!) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Daha küçüğü göremedi, ama Başka şeyler gördü ... 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

İlk akustik mikroskop (1983) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

İlk ticari akusik mikroskop (1984) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Sonix 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

KSI 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Optik ve akustik mikroskop karşılaştırmaları 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Bir entegre devrenin optik/Akustik görüntüleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Parlatılmış bir mineralin optik ve akustik görüntüleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Bir seramiğin optik ve akustik görüntüleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Cam üstünde 1 mikron Permalloy Optik Akustik 1GHz Cam üstünde 1 mikron Permalloy 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Manyetik teyplerin akustik görüntüleri Acoustic 1GHz Manyetik teyplerin akustik görüntüleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Bir MOS transistörün optik ve akustik resimleri Al Si Sapphire Al on oxide Acoustic 1GHz Bir MOS transistörün optik ve akustik resimleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Canlı hücreler 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Koyun kemiği İnsan kemiği f=400 MHz 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Optik Akustik Bir alaşımdaki çatlak 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Cam fiberler 62.5 mikron 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

1 mm 312 mikron Çelik yüzeyi 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

f=60MHz, 10 mm tarama 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Birbirine yapışma problemi olan iki yüzey 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Atomik Kuvvet Mikroskobu Daha küçüğü görebilir mi? 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Pikap iğnesi 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

AFM İğnesi Yüzey Üzerinde 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Detektör Obje 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

İnsan Kromozomu 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Izgaranın parmakları arası çeyrek dalgaboyu Optik Kırınım Izgarası Izgaranın parmakları arası çeyrek dalgaboyu 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Parmaklı AFM İğnesi Referans parmak Hareketli parmak 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Parmaklı AFM İğnesi Referans parmak Hareketli parmak 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Lazer tarafından aydınlatıldıktan sonra 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Yansıyan lazer ışığı 3 mm uzakta 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Çeşitli noktalarda yansıyan ışığın şiddeti 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Atomların resimleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Normal genlik Su katmanı Yüzeye vurma Azalan genlik 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Genlik detektörü Geri besleme devresi Piezoelektrik Kristal 4 parçalı Fotodetektör Obje 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

AFM İğnesinin ve yüzeyin hareketleri 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Daha küçüğü görme tutkusu Sona erdi mi? 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Nanoteknoloji bilim dalı doğuyor... Binlerce bilim adamı tabiatın sırlarını keşfetmek için daha küçüğünü görmeye çalışıyor. Nanoteknoloji bilim dalı doğuyor... 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi

Eski Öğrencilerim Scott Manalis (Stanford Doktora, Şimdi MIT) Özgür Şahin (Bilkent Lisans, Stanford Üniversitesi Doktora, Şimdi Harvard Üniversitesinde) Müjdat Balantekin (Bilkent Doktora, Şimdi Georgia Tech’de) 17 Nisan 2008 Erzurum İDV Lisesi