Определение числовой апертуры микроскопа
Числовая апертура (NA) микроскопа — это важный параметр, который отражает светосилу, разрешающую способность и глубину резкости объектива. Она определяется через величину угла (q) конуса собираемого объективом света и показатель преломления среды (n). Вот подробное описание процесса определения числовой апертуры:
Определение угла конуса света:
Диаметр входной линзы (D): Диаметр передней линзы объектива, через которую проходит свет.
Фокусное расстояние (f): Расстояние от линзы до точки фокусировки.
Формула для расчета числовой апертуры:Числовая апертура определяется по формуле:
NA=n⋅sin(θ)
где n — показатель преломления среды (обычно воздуха или иммерсионной жидкости), θ — половина угла конуса света, собираемого объективом.
Пример расчета:Рассмотрим пример расчета числовой апертуры для объектива с диаметром входной линзы 1 мм и фокусным расстоянием 10 мм. Предположим, что показатель преломления среды равен 1.5 (например, для иммерсионной жидкости).
Угол конуса света:θ=arcsin(2f1)=arcsin(2⋅101)=arcsin(0.05)
Числовая апертура:NA=n⋅sin(θ)=1.5⋅sin(0.05)≈1.5⋅0.05=0.075
Влияние иммерсионной среды:Использование иммерсионной жидкости с высоким показателем преломления (например, глицерина или масла) позволяет увеличить числовую апертуру, так как угол конуса света увеличивается.
Заключение
Числовая апертура микроскопа определяется через угол конуса света, собираемого объективом, и показатель преломления среды. Этот параметр важен для понимания светосилы, разрешающей способности и глубины резкости объектива, что напрямую влияет на качество микроскопических изображений.
