Числовая апертура (NA — Numerical Aperture) — безразмерная характеристика объектива микроскопа, которая описывает, насколько широкий конус света способен принять объектив. Именно числовая апертура определяет разрешающую способность и светосилу микроскопного объектива.
Формула
NA = n × sin(α), где:
- n — показатель преломления среды между объективом и препаратом (для воздуха n=1, для иммерсионного масла n≈1,515)
- α — половина угла конуса света, входящего в объектив (полуугол апертуры)
Максимально возможная числовая апертура в воздухе — NA = 1,0. С иммерсионным маслом NA может достигать 1,4–1,45.
Что даёт высокая числовая апертура
Разрешение микроскопа по формуле Аббе: d = λ / (2 × NA). Объектив с NA=1,25 даёт разрешение около 200 нм при зелёном свете (λ=550 нм), что позволяет видеть крупные вирусы, митохондрии и детали строения клеток. Объектив с NA=0,25 разрешает лишь 1100 нм — только крупные клетки.
Маркировка объективов
Числовая апертура всегда указана на корпусе объектива. Например, маркировка «40/0,65» означает: увеличение 40×, числовая апертура 0,65. «100/1,25 Oil» означает: 100×, NA=1,25, иммерсионный.
Как числовая апертура соотносится с увеличением
Два объектива с одинаковым увеличением могут иметь разную NA. Например, объектив 40×/0,65 и 40×/0,95 Plan-Apochromat — оба дают 40-кратное увеличение, но второй значительно острее и ярче. При покупке микроскопа для серьёзной работы обращайте внимание не только на увеличение, но и на числовую апертуру объективов.