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尼康显微镜的数值孔径光锥

2014-11-11  发布者:admin 

显微镜物镜的聚光能力定量表示在计数值孔径,这是由物镜拍摄的高度衍射成象光线的数量的量度。数值孔径值越高,让越来越多斜光线进入物镜前透镜,产生更强烈分辨图像。

这种互动式教程演示了通过与(数值孔径)物镜的角度光圈相应的变化显微镜物镜显示的数值孔径光锥的变化。要运行本教程中,使用鼠标来调整位置孔径角滑块。由于孔径角是变化与滑动件,该照明锥体的尺寸和形状进入物镜的前透镜被改变。可调节的数值孔径范围为这个教程是从0.13到0.95,以及一个近似物镜倍率已被分配给每个数值孔径值。

由物镜在与孔径角(光由物镜收集的圆锥的角度)的直径的固定倍率的增加形成的图像的亮度。光线由试样放出继续通过空气(或浸没介质),该玻璃盖和物镜的前透镜之间。的孔径角被表示为镜光轴和由物镜(见教程图)捕捉到的最倾斜光线的方向之间的夹角。在数学上,数值孔径被表示为

数值孔径(NA)=n × sin(θ)

其中n是媒体对象中的空间和(玻璃盖和物镜的前透镜之间)的折射率θ是二分之一的孔径角。n的值介于1.0对空气和1.52变化为多数在光学显微镜利用浸渍油。的孔径角,取值与物镜的焦距,是成象光线从试样放出的物镜的前透镜能捕捉当试样被聚焦的最大角度。作为物镜焦距的减小,试样和物镜的前透镜的增加的外径之间的最大角度,使按比例增加的孔径角。从上面的公式中,很明显,与两个角孔径与所述成像介质的折射率,数值孔径增加而增加。

理论上,最高的角孔径与标准显微镜物镜获得的将是180度,从而产生90度的半角的数值孔径方程利用的价值。90度的正弦值是1,这表明,数值孔径是有限的,不仅由孔径角,而且还通过成像介质的折射率。大多数的显微物镜被设计成与空气操作(其具有1.0的折射率),为玻璃盖和物镜的前透镜之间的成像介质。这就产生了1.00的理论最大数值孔径,但在实际操作中,对于一个干物镜最高的数值孔径为约0.95(孔径角半角等于大约72度)。