數值孔徑計

基本原理

顯微物鏡的數值孔徑為A=nsinU，其中n為物方介質的折射率，U為物方半孔徑角。若在空氣中n=1，則A=sinU。

數值孔徑計

數值孔徑計，又稱阿貝數值孔徑計，是直接測定顯微鏡的孔徑角或數值孔徑的儀器。結構如圖所示，其主要元件是一塊不太厚的玻璃半圓柱體，沿直徑方向的側面是與上表面成45度角的斜面，從側面入射的光線在斜面上全反射，上表面上有兩組刻度沿圓周排列。其外圈刻度為數值孔徑（即角度的正弦值），內圈刻度為角度值，以度為單位。半圓柱體上表面的圓心附近φ8mm範圍內鍍鋁，鋁面上有透光狹縫，底座上裝有一金屬框，它可繞圓柱軸線轉動，金屬框的側面裝有一片乳白玻璃，上面刻有十字線，可以通過狹縫看到十字線的反射像。推動手柄，金屬框便帶著十字線一起圍繞孔徑計的圓柱面移動，金屬框的上表面裝有一塊刻有指標線的玻璃，指標線在隨著十字線一起運動時通過兩組刻度值，所以兩組刻度都能反映十字線的位置。
數值孔徑計的45度斜面用以轉折光路，若把數值孔徑計的光路圖拉直則如圖四所示，狹縫置於被測顯微物鏡的物面位置，經物鏡成像在目鏡的物方焦點上，狹縫前面的十字線經物鏡後成像在顯微鏡像方焦面後不遠的地方，去掉目鏡，人眼位於狹縫的像面附近，便能看到一個明亮的圓，此即被測物鏡的出瞳，出瞳對像面中心的張角為像方孔徑角，入瞳對物面中心的張角為物方孔徑角。

測量使用方法

顯微鏡數值孔徑的測量

a. 把數值孔徑計放在顯微鏡的載物台上，刻度分劃線向上，利用調焦手輪上下移動鏡筒對準鍍鋁面上狹縫進行調焦，移動孔徑計使狹縫大致落在視場中央。
b. 若被測物鏡是低倍的(NA<0.4)，測量過程較簡單，即取下目鏡，換上一個小孔光闌，以便使人眼觀測時，保持在固定位置上。通過小孔光闌便能看到一明亮的圓斑，此即被測物鏡的出瞳。推動數值孔徑計的手柄，使十字線的像出現在亮斑上，並使十字線交點正好與圓的左（或右）側相切，並由指標線按外圈刻度讀數L1，再推動手柄，使十字線交點移動亮斑的另一邊緣上與其相切，再行讀數目字L2 ,兩次讀數的平均值就是被測物鏡的實際數值孔徑。
c. 若被測的是高倍物鏡，因十字線經物鏡所成的像很小而不易看見，為此，需要用輔助物鏡。測量時，首先按步驟a做，然後撥出抽筒，在抽筒上與目鏡相對的一端擰上輔助物鏡（孔徑計附屬檔案），再把抽筒插進鏡筒（注意在撥出或推入抽筒時，不得使被測物鏡的調節位置變動，插上目鏡後，輔助物鏡與目鏡組成一個輔助低倍顯微鏡，將輔助顯微鏡在主鏡筒內移動，直到看清楚在被測物鏡出瞳附近十字線像，然後按照上述方法進行測量。