Die Bezeichnung Nummerische Apertur (NA) geht auf Ernst Abbe zurück, ist also etwa 100 Jahre alt.
Im Physikbuch finden Sie NA=n(Brechzahl, materialabhängig) x sin alpha (Brechungswinkel). Dort gibt es auch meistens eine Tabelle mit diversen Stoffen und ihren Brechzahlen.
Übertragen auf ein Mikroskop gilt, der Winkel alpha ist der Winkel, unter dem ein durch das Deckglas austretender Lichtstrahl noch die Frontlinse des Objektives erreicht. Die handelsüblichen Deckgläser haben eine Brechzahl n = 1,515. Berücksichtigt man die Totalreflexion an der Austrittsfläche des Deckglas, so gilt NA= 1,515*sin 41,5°=1. In der Praxis geht man aber lieber unter diesen Wert.
Mikroskopobjektive, die zwischen Deckglas und Frontlinse Luft haben, nennt man Trockenobjektive. Hier liegt NA < 1, maximal wird etwa NA= 0.95 eingesetzt.
Will man, bezogen auf Luft, eine höhere NA einsetzen, wird ein Medium mit einer anderen Brechzahl als Luft benötigt. Hier kommt das bekannte Immersionsöl oder (ernsthaft) auch Wasser ins Spiel.
In der Praxis benutzt man Wasser bis zu einer NA von 1,20 , Immersionsöl bis NA 1,4. Natürlich nur, wenn die Objektive darauf ausgelegt sind.
Falls Sie ein Schulphysikbuch zur Hand haben, schlagen Sie einmal unter Apertur oder Brechungsgesetzt nach.
Werner Jülich
