物鏡的數(shù)值孔徑表示物鏡收集光線的能力。物鏡對(duì)試樣上各點(diǎn)的反射光收集得越多，其分辨率越高，成像越清晰， 用下列公式進(jìn)行計(jì)算:

N.A.= n*sinφ

式中,n為物鏡與試樣之間介質(zhì)的折射率；φ為物鏡孔徑角的一半。由上述公式可知、φ角越大﹑物鏡前透鏡收集光線的能力就越大。φ角的大小取決于前透鏡的尺寸和物鏡的工作距離(即顯微鏡成像清楚時(shí)﹐從試樣表面到前透鏡之間的距離)。對(duì)于干系物鏡(即物鏡與試樣之問(wèn)的介質(zhì)為空氣),由于n=1,因而物鏡的數(shù)值孔徑不能大于1,一般為0.9左右。對(duì)于油浸物鏡﹐由于物鏡與試樣之間放了折射率較大的介質(zhì)﹐因而進(jìn)入物鏡的光線增加﹐如圖2所示,可以看出,孔徑角為2φ的油浸物鏡收集光線的能力相當(dāng)于孔徑角為2φ₁的干系物鏡。當(dāng)介質(zhì)為n=1.515的松柏油時(shí),數(shù)值孔徑值最大可達(dá)1.4左右。油浸物鏡在物鏡鏡體上刻有Hi,oil或ol,同時(shí)有環(huán)繞鏡體的白圈標(biāo)志。物鏡的數(shù)值孔徑一般都標(biāo)在物鏡的鏡體上。

                  圖1
干系物鏡的孔徑角和數(shù)值孔徑
N.A.=sinφ=a/b

                      圖2
油系物鏡的孔徑角和數(shù)值孔徑
N.A.=sinφ₁=nsinφ

    物鏡的數(shù)值孔徑的大小，標(biāo)志著物鏡分辨率的高低，即決定了顯微鏡分辨率的高低。它與其他技術(shù)參數(shù)有著密切的關(guān)系,它幾平?jīng)Q定和影響著其他各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。它與分辨率成正比;與放大率(有效放大率)成正比;與焦深成反比; NA 值的平方與圖像亮度成正比; NA 值增大,視場(chǎng)寬度與工作距離都會(huì)相應(yīng)地變小。
    這里要提醒的是物鏡的數(shù)值孔徑的重要性并不低于其放大倍數(shù),如果數(shù)值孔徑不足,放大倍數(shù)雖然盡量提高,也沒(méi)有多大意義,因?yàn)橄噜彽膬牲c(diǎn)若不能很好地鑒別時(shí),即使放大倍數(shù)再高(即虛偽放大)實(shí)際上還是不能將這兩個(gè)點(diǎn)鑒別清楚。為了充分發(fā)揮物鏡數(shù)值孔徑的作用,在觀察時(shí),聚光鏡的 NA 值應(yīng)等于或略大于物鏡的 NA 值,在顯微照相時(shí)則應(yīng)小于物鏡的 NA 值。
     聚光鏡的類(lèi)型不同,其 NA 值的大小也不同,總的說(shuō)來(lái)為0.05~1.4,它可通過(guò)調(diào)節(jié)孔徑光闌的大小來(lái)改變 NA 值的大小,從而達(dá)到與物鏡 NA 值相匹配使用的效果。有的聚光鏡還可以把上透鏡推出光路, NA 值則下降。