Numerisk åpning (NA) er en nøkkelparameter i optikk som påvirker løsekraften av linser og mikroskoper. Det bestemmer evnen til en linse til å samle lys og løse fine detaljer i et bilde. Forstå hvordan man beregner NA og effekten på optisk oppløsning er avgjørende for å designe og bruke optiske systemer effektivt.

Hva er Numerisk Aperture?

Numerisk åpning er et dimensjonsløst antall som karakteriserer området av vinkler som et system kan samle lys over. Det er definert som produktet av den brytningsfrie indeksen til mediet og sinen til halvvinkelen til den maksimale lyskjelen som er fanget av linsen.

Beregner numerisk apertur

Formlen for beregning av NA er:

NA = n × sin(θ)]

Hvor n] er brytningsindeksen til mediet mellom linsen og objektet, og Ah] er halvvinkelen til den lette kjegle som kommer inn i linsen. For eksempel i luft (n ⁇ 1,0), hvis den maksimale vinkelen θ er 30°, så NA = 1,0 × sin(30°) = 0,5.

Effekt på optisk oppløsning

Høyere NA-verdier gjør det mulig å samle mer lys og løse finere detaljer. Oppløsningsgrensen for et optisk system kan tilnærmes av Rayleigh-kriteriet:

Resolusjon ⁇ 0.61 λ / NA]

Der λ er bølgelengden av lys som brukes. Økning av NA reduserer den minste løselige avstand, forbedre systemets evne til å skille mellom lukkede objekter.

Sammendrag

  • Numerisk åpning måler lys-gatring evne.
  • Beregnet som NA = n × sin(θ).
  • Høyere NA forbedrer oppløsning og bildeklarhet.
  • Oppløsningen er omvendt avhengig av NA.