什么是物镜的数值孔径NA值

物镜的数值孔径表示物镜收集光线的能力。物镜对试样上各点的反射光收集得越多，其分辨率越高，成像越清晰， 用下列公式进行计算:

N.A.= n*sinφ

式中,n为物镜与试样之间介质的折射率；φ为物镜孔径角的一半。由上述公式可知、φ角越大﹑物镜前透镜收集光线的能力就越大。φ角的大小取决于前透镜的尺寸和物镜的工作距离(即显微镜成像清楚时﹐从试样表面到前透镜之间的距离)。对于干系物镜(即物镜与试样之问的介质为空气),由于n=1,因而物镜的数值孔径不能大于1,一般为0.9左右。对于油浸物镜﹐由于物镜与试样之间放了折射率较大的介质﹐因而进入物镜的光线增加﹐如图2所示,可以看出,孔径角为2φ的油浸物镜收集光线的能力相当于孔径角为2φ₁的干系物镜。当介质为n=1.515的松柏油时,数值孔径值最大可达1.4左右。油浸物镜在物镜镜体上刻有Hi,oil或ol,同时有环绕镜体的白圈标志。物镜的数值孔径一般都标在物镜的镜体上。

                  图1
干系物镜的孔径角和数值孔径
N.A.=sinφ=a/b

                      图2
油系物镜的孔径角和数值孔径
N.A.=sinφ₁=nsinφ

    物镜的数值孔径的大小，标志着物镜分辨率的高低，即决定了显微镜分辨率的高低。它与其他技术参数有着密切的关系,它几平决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比;与放大率(有效放大率)成正比;与焦深成反比; NA 值的平方与图像亮度成正比; NA 值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。
    这里要提醒的是物镜的数值孔径的重要性并不低于其放大倍数,如果数值孔径不足,放大倍数虽然尽量提高,也没有多大意义,因为相邻的两点若不能很好地鉴別时,即使放大倍数再高(即虚伪放大)实际上还是不能将这两个点鉴别清楚。为了充分发挥物镜数值孔径的作用,在观察时,聚光镜的 NA 值应等于或略大于物镜的 NA 值,在显微照相时则应小于物镜的 NA 值。
     聚光镜的类型不同,其 NA 值的大小也不同,总的说来为0.05~1.4,它可通过调节孔径光阑的大小来改变 NA 值的大小,从而达到与物镜 NA 值相匹配使用的效果。有的聚光镜还可以把上透镜推出光路, NA 值则下降。