角孔
由物镜的前透镜收集的光锥的最大纵向角度称为“角孔”（图1）。除了增加NA之外，图像亮度也与角孔成比例。随着物镜焦距而变化的角孔涉及从样本发出的图像形成光线的最大角度，当标本聚焦时，物镜前镜头可以捕获。
角孔孔与物镜的焦距成反比。随着焦距减小，目标前透镜可以聚集的光量增加。换句话说，如果物镜非常靠近样本，则可以通过物镜收集更多的倾斜光线。应该说，角孔通常由目标内的光学确定，并且每个物镜将具有最佳焦距。隐喻，想到这一点：如果你站在一个带有一个钥匙孔的门前，那么当你距离距离时，你只能看到一点点的光和物体房间。如果您对钥匙孔的眼睛向下键，您将在理论上增加房间里的更多细节和光线，从理论上增加了眼睛的角度孔径。
由物镜收集和形成的图像亮度和图像细节（分辨率）与角孔有关。来自试样的光继续通过盖玻璃和物镜前透镜之间的空气或通过浸渍介质。
计算NA.
可以通过以下公式表示和确定数值孔径：
数值孔径（NA）= N•SIN（α）
在上面的等式中，'n'是盖玻璃和物镜的前透镜之间的介质的折射率（例如;空气，水或油）。'α'符号涉及可以由透镜（即角孔径;图2）收集的光的锥体角的一半。图2）。
空气具有约1.0的折射率，而水的折射率为1.3，用于光学显微镜的一些浸入油具有高达1.52的折射率。
折射
为了完全理解NA，有助于了解折射。在光学和显微镜下，折射是通过通过介质的变化而通过的光波的方向的变化，虽然光通过，但是它是空气，玻璃，水或油。折射在称为“Snell”的公式中描述。Willebrord Snellius（1580-1626）是荷兰数学家和天文学家。除了确定计算地球半径的新方法，他还记入数学描述折射。然而，他不是第一个这样做的人，更准确地说，他“重新发现”衍射，因为这是一个叫做IBN SAHL的波斯数学家和物理学家之前已经描述了许多世纪。在984年的稿件中，他描述了弯曲镜片和镜子如何弯曲和聚焦的光线。
Snell的定律指出，入射角和折射光的角度相当于光通过折射率与折射率的比率。
更简单的术语，当光从一个媒体行进到另一个媒体时，它会改变速度 - 例如，当从空气进入水时，光线向下减速。另外，速度的变化导致光的方向改变，其在以外的90°以外的角度进入介质。应该注意的是，光的频率不会改变，但是波长将由介质的性质确定。
理论上，由物镜前透镜收集的光锥的最大角度孔为180°，这将使α值为90°。随着90的正弦是一个，这意味着能够从空气介质中从样品中收集所得光的目标的理论NA也是一种。显然，折射率是实现目标最高NA的限制因素。因此，高目的目标是使用浸渍介质代替空气的那些，例如油或水。实际上，样品与物镜和物镜前透镜之间的空气的NA是不可恢复的，因此“干燥镜片”（即非浸没物镜）的最高NA，并且更靠近0.95。这是由于大多数镜片无法从样品中收集180°°，最宽的角度约为144°。144°的正弦为0.95，随着空气的折射率为1.0，理论最大Na接近0.95。
因此，具有低Na的高倍率物镜将具有低分辨率。许多显微镜公司提供尽可能高的目标。因此，如果您处于用于显微镜的新镜片的位置，您应该始终考虑购买预算中最伟大的NA的目标。
