顯微鏡的數值孔徑 (Numerical Aperture, NA) 

數值孔徑是什麼？

數值孔徑 (NA) 是用來衡量光學系統，特別是顯微鏡物鏡，能收集光線的能力。簡單來說，NA 值越高，物鏡就能收集更多的光線，解析度也就越高。
 

數值孔徑的意義

解析度： NA 值越高，解析度越高。這表示能分辨更細小的物體細節。
景深： NA 值越高，景深越淺。也就是說，只有非常薄的一層樣品會同時處於清晰的焦點上。
亮度： NA 值越高，進入物鏡的光線越多，影像就越明亮。
 

數值孔徑的計算

NA = n sin(θ/2)
n： 物鏡與樣品之間介質的折射率（例如：空氣的折射率約為1，油的折射率約為1.5）。
θ： 物鏡孔徑角，即從物體上的一點到物鏡邊緣所形成的角度。
 

數值孔徑對顯微鏡的影響

高 NA 物鏡：
優點：高解析度、高亮度。
缺點：景深淺，對樣品製備要求高。

低 NA 物鏡：
優點：景深大，對樣品製備要求低。
缺點：解析度低，亮度低。
 

如何提高 NA 值

增加介質的折射率： 使用浸油物鏡，將物鏡與樣品之間的空氣換成折射率更高的浸油。
增加物鏡的孔徑角： 設計具有更大孔徑角的物鏡。
 

數值孔徑在顯微鏡中的應用

選擇物鏡： 根據觀察樣品的特徵，選擇適當的 NA 值的物鏡。
提高解析度： 使用高 NA 物鏡觀察細微結構。
改善影像品質： 合理選擇 NA 值，可以提高影像的對比度和清晰度。
 

結論

數值孔徑是衡量顯微鏡物鏡性能的重要指標。了解 NA 的意義和影響，對於選擇合適的顯微鏡和獲得最佳的觀察效果至關重要。






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