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尼康顯微鏡的數(shù)值孔徑光錐

顯微鏡物鏡的聚光能力定量表示在計(jì)數(shù)值孔徑，這是由物鏡拍攝的高度衍射成象光線(xiàn)的數(shù)量的量度。數(shù)值孔徑值越高，讓越來(lái)越多斜光線(xiàn)進(jìn)入物鏡前透鏡，產(chǎn)生更強(qiáng)烈分辨圖像。

這種互動(dòng)式教程演示了通過(guò)與（數(shù)值孔徑）物鏡的角度光圈相應(yīng)的變化顯微鏡物鏡顯示的數(shù)值孔徑光錐的變化。要運(yùn)行本教程中，使用鼠標(biāo)來(lái)調(diào)整位置孔徑角滑塊。由于孔徑角是變化與滑動(dòng)件，該照明錐體的尺寸和形狀進(jìn)入物鏡的前透鏡被改變?？烧{(diào)節(jié)的數(shù)值孔徑范圍為這個(gè)教程是從0.13到0.95，以及一個(gè)近似物鏡倍率已被分配給每個(gè)數(shù)值孔徑值。

由物鏡在與孔徑角（光由物鏡收集的圓錐的角度）的直徑的固定倍率的增加形成的圖像的亮度。光線(xiàn)由試樣放出繼續(xù)通過(guò)空氣（或浸沒(méi)介質(zhì)），該玻璃蓋和物鏡的前透鏡之間。的孔徑角被表示為鏡光軸和由物鏡（見(jiàn)教程圖）捕捉到的*傾斜光線(xiàn)的方向之間的夾角。在數(shù)學(xué)上，數(shù)值孔徑被表示為：

數(shù)值孔徑（NA）=n × sin(θ)

其中n是媒體對(duì)象中的空間和（玻璃蓋和物鏡的前透鏡之間）的折射率θ是二分之一的孔徑角。n的值介于1.0對(duì)空氣和1.52變化為多數(shù)在光學(xué)顯微鏡利用浸漬油。的孔徑角，取值與物鏡的焦距，是成象光線(xiàn)從試樣放出的物鏡的前透鏡能捕捉當(dāng)試樣被聚焦的*大角度。作為物鏡焦距的減小，試樣和物鏡的前透鏡的增加的外徑之間的*大角度，使按比例增加的孔徑角。從上面的公式中，很明顯，與兩個(gè)角孔徑與所述成像介質(zhì)的折射率，數(shù)值孔徑增加而增加。

理論上，*高的角孔徑與標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡物鏡獲得的將是180度，從而產(chǎn)生90度的半角的數(shù)值孔徑方程利用的價(jià)值。90度的正弦值是1，這表明，數(shù)值孔徑是有限的，不僅由孔徑角，而且還通過(guò)成像介質(zhì)的折射率。大多數(shù)的顯微物鏡被設(shè)計(jì)成與空氣操作（其具有1.0的折射率），為玻璃蓋和物鏡的前透鏡之間的成像介質(zhì)。這就產(chǎn)生了1.00的理論*大數(shù)值孔徑，但在實(shí)際操作中，對(duì)于一個(gè)干物鏡*高的數(shù)值孔徑為約0.95（孔徑角半角等于大約72度）。