Apertura numérica
En óptica , la apertura numérica ( NA ) de un sistema óptico es un número adimensional que caracteriza el rango de ángulos sobre los cuales el sistema puede aceptar o emitir luz. Al incorporar el índice de refracción en su definición, NA tiene la propiedad de que es constante para un haz cuando pasa de un material a otro, siempre que no haya potencia refractiva en la interfaz. La definición exacta del término varía ligeramente entre las diferentes áreas de la óptica. La apertura numérica se usa comúnmente en microscopía para describir el cono de aceptación de un objetivo (y, por lo tanto, su capacidad de captación de luz y resolución ).), y en fibra óptica , en el que describe el rango de ángulos dentro del cual se transmitirá a lo largo de la misma la luz que incide sobre la fibra.
En la mayoría de las áreas de la óptica, y especialmente en la microscopía , la apertura numérica de un sistema óptico, como una lente de objetivo, se define por
donde n es el índice de refracción del medio en el que trabaja la lente (1,00 para aire , 1,33 para agua pura y normalmente 1,52 para aceite de inmersión ; [1] véase también la lista de índices de refracción ), y θ es la mitad máxima -ángulo del cono de luz que puede entrar o salir de la lente. En general, este es el ángulo del rayo marginal real en el sistema. Debido a que se incluye el índice de refracción, la NA de un lápiz de rayos es invariante cuando un lápiz de rayos pasa de un material a otro a través de una superficie plana. Esto se muestra fácilmente reordenando la ley de Snellpara encontrar que n sen θ es constante a través de una interfaz.
En el aire, la apertura angular de la lente es aproximadamente el doble de este valor (dentro de la aproximación paraxial ). El NA generalmente se mide con respecto a un objeto o punto de imagen en particular y variará a medida que se mueva ese punto. En microscopía, NA generalmente se refiere a NA en el espacio de objetos, a menos que se indique lo contrario.
En microscopía, NA es importante porque indica el poder de resolución de una lente. El tamaño del detalle más pequeño que se puede resolver (la resolución ) es proporcional a λ / 2NA , donde λ es la longitud de onda de la luz. Una lente con una apertura numérica más grande podrá visualizar detalles más finos que una lente con una apertura numérica más pequeña. Asumiendo una óptica de calidad (limitada por difracción ), las lentes con aperturas numéricas más grandes recolectan más luz y generalmente brindan una imagen más brillante, pero brindan una profundidad de campo más superficial .
El aumento del aumento y la apertura numérica del objetivo reduce la distancia de trabajo, es decir, la distancia entre la lente frontal y la muestra.
