Numerisk apertur
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Numerical_aperture.svg/250px-Numerical_aperture.svg.png)
Numerisk apertur är inom optiken ett dimensionslöst (saknar enhet) värde som anger ett vinkelomfång inom vilket ett optiskt system kan uppta eller utsända ljus. Den definieras något olika inom skilda områden.
Begreppet infördes av Ernst Abbe.[1]
Mikroskopi
Inom mikroskopi (liksom inom huvuddelen av optiken) definieras den numeriska aperturen för objektiv genom:
där betecknar brytningsindex för mediet mellan objektivet och objektet (1,00 för luft, 1,33 för vatten, 1,40 för silikonolja[2], 1,47 för glycerin och 1,51 för immersionsolja[3] - täckglas och objektivets frontlins tillverkas av kronglas som har brytningsindex 1,51), medan betecknar halva den vinkel inom vilket objektivet kan uppta ljus från objektet (se figur 1).
Ju högre den numeriska aperturen är, desto ljusstarkare är objektivet och det innebär även att dess upplösning blir högre enligt Rayleighkriteriet[4]:
där betecknar det minimala avståndet mellan två separat urskiljbara punkter på objektet och ljusets våglängd.
Den numeriska aperturen för objektivet anges på detsamma efter förstoringen och skiljs från denna av ett snedstreck.[5]
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Referenser och noter
- Rainer Danz, 2005, Numerische Apertur, Immersion und förderliche Vergrößerung, i Innovation 15, Carl Zeiss AG, sid. 12–16.
- ^ E. Abbe, 1881, On the Estimation of Aperture in the Microscope Arkiverad 20 oktober 2019 hämtat från the Wayback Machine. i Journal of the Royal Microscopical Society, sid. 394: "...a being put for n sin u and therefore denoting the product of the sine of the semi-angle of aperture and the refractive index of the medium..." och 395 : "... is expressed by the value of a or by the «numerical aperture»."
- ^ Silikonolja används för levande celler, vilka har ett brytningsindex på 1,38. Se Andrew Samuelsson, 2017, Silicone Immersion Objectives Answer the Call for Higher Resolution på PhotonicsMedia.
- ^ Immersionsolja används i huvudsak för objektiv med en förstoring på 100× eller mer för att minimera ljusförlusterna genom brytning och reflektion och således få in så mycket ljus som möjligt i objektivet. Se "immersion" och "immersionsolja" på Ordlista – Ett mikroskops komponenter & funktioner på Allt om mikroskopet (se även "numerisk apertur"!).
- ^ The Diffraction Barrier in Optical Microscopy på MicroscopyU.
- ^ [a b] Michael W. Davidson, Microscope Objective Specifications på MicroscopyU.
- ^ Den undre raden anger först att objektivet är anpassat för den optiska tublängden 160 mm. Strecket efter tublängden anger att objektivet är avsett att användas både med och utan täckglas (annars anges här täckglastjockleken i mm, där "0" betecknar utan täckglas).