顯微鏡基礎知識 - 折射率（二）

資料來源：https://www.microscopyu.com/microscopy-basics/refractive-index-index-of-refraction

在光學顯微鏡中，折射率是計算數值孔徑（Numerical aperture, NA）的重要變量，數值孔徑是衡量物鏡聚光能力和分辨能力的指標。在一般情況下，顯微鏡的成像介質是空氣，但某些特殊的高倍物鏡會在物鏡前透鏡和標本之間，使用折射率較高的介質（例如油、水等）以提高分辨率。數值孔徑方程式如下：NA= nsinθ

其中 n 是成像介質的折射率，θ 是物鏡的孔徑角。從方程式可以看出，通過用低色散油（折射率 = 1.515）代替空氣（折射率 = 1.000）的成像介質來增加折射率會顯著增加數值孔徑。
斯涅爾定律最初是由入射角與光在兩種介質中的速度比定義的。折射率是光在真空中的速度 (即光速c ) 與其在特定介質中的速度 η 之間的比率：n = c/η 

隨著材料折射率增加，光束在進入或離開材料時折射的程度就越大，也就是折射角與入射角的角度差異越大。介質的折射率也與光的頻率有關，越高的頻率具有越高的 n 值，而光的頻率 f 與波長 λ 成反比：λ = cf

因此當多個頻率的異質光束進入或離開介質時，每個波長的折射程度略有不同。例如在普通玻璃中，紫光的折射率比紅光大百分之一，這種效應稱為色散，是造成顯微鏡物鏡色差的原因。 

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