АПЕРТУРА, АПЕРТУРНА ДИАФРАГМА, APERTURE DIAMETER, APERTURE SIZE - действащият отвор на обектива, като се има предвид диаметърът му D. Ако обектива е с диафрагма, апертурата му се определя от диаметъра на нейния отвор.

      При описанието на фотографска и астрономическа оптика често се използва означението f/N, като N =f/D, т.е. на отношението фокусно разстояние/диаметър на обектива. Например фотографски телеобектив с фокусно разстояние f =200 mm и диаметър D =50 mm, ще има относителен отвор 1:4 и може да бъде означен като f/4, което обаче като израз говори за физическия диаметър D на обектива.

      ЪГЛОВА АПЕРТУРА (ANGULAR APERTURE) - a, ЧИСЛЕНА АПЕРТУРА (NUMERICAL APERTURE) - NA И РАЗДЕЛИТЕЛНА СПОСОБНОСТ НА МИКРОСКОП - ТЕОРИЯ НА АББЕ:
      Ъгловата апертура е видимият ъглов диаметър a на обектива, гледан от точка от повърхността на наблюдавания обект, през която преминава главната оптична ос (при микроскопите) или от центъра на образната равнина (при телескопи, зрителни тръби и подобни):

където D е диаметърът на обектива, а f - фокусното му разстояние.

      Ъгълът a се нарича апертурен ъгъл. От него зависи разделителната способност на обектива.
      При микроскопите, разделителната способност се определя от минималното разстояние l _мин. между две успоредни линии от обекта, при което те се различават като отделни. Тези линии могат да се разглеждат като процепи (щрихи) на дифракционна решетка, поставена на мястото на обекта. Тогава въпросното разстояние l _мин. между средите на процепите се явява константа на решетката. За да се различат линиите като отделни от обектива, трябва разстоянието l _мин. да е такова, че ъгълът на отклонение q на дифрактиралата през тях светлина да е равен на половината от апертурния ъгъл a, т.е. q =a/2:

      Тогава в обектива ще влиза само първият дифракционен максимум (при осветяване на обекта с кохерентна светлина, с дължина на вълната l - вижте фигурата).

      Ако средата между обектива и обекта (решетката) е с показател на пречупване n по-голям от 1, т.е. ако е с оптична плътност по-висока от тази на въздуха, за l _мин. ще имаме:

      Този случай е валиден при използване на имерсионни методи в микроскопията. Например при водна имерсия се взема показателят на пречупване на чистата вода n=1.33, а при маслена - показателят на пречупване на използваното масло (кедрово или синтетично), който е около 1.5.
      Ако обекта се осветява с некохерентна (обикновена) светлина, изразът приема вида:

      Знаменателят nsinq на дясната част в този израз се нарича числена апертура на обектива - NA. Съществува приблизителна връзка между числената и ъгловата апертура: 2NA ~ a.

      Числената апертура NA е един от основните параметри, описващи микроскопските обективи (имерсионни и сухи). При тях NA има стойности между 0.1 и 1.5. Според числената апертура се определя оптималното и максимално допустимото увеличение, което може да се получи от микроскоп с даден обектив, при приемливо качество на образа. С други думи, според числената апертура на микрообектива се определя увеличението на окуляра, който трябва да поставим. Оптималното общо увеличение на микроскопа е около 500 пъти числената апертура на обектива, а максимално допустимото - около 1000 пъти NA. Например при обектив със собствено увеличение V_об. =10х и числена апертура NA =0.2, можем да имаме оптимално общо увеличение на микроскопа 0.2х500 =100х и максимално 0.2х1000 =200х. Тъй като общото увеличение V на микроскопа е произведение от собствените увеличения на обектива и окуляра (т.е. V =V_об.V_ок.), става ясно, че в първия случай трябва да използваме окуляр със собствено увеличение V_ок. =10х (с фокусно разст. f =25 mm), а във втория - с увеличение 20х (с f =12.5 mm). Използването на прекалено силни окуляри влошава качеството на образа, особено при работа с обективи с голямо собствено увеличение.

      Още по темата:

Репродукционна фотография и фотомикрография;

Имерсионни методи, имерсионна оптика;

Челна леща (на обектив);

Осветителна (кондензорна) оптика;

Дифракция и интерференция;

Нютонови пръстени;

Светлина, видим спектър;

Обяснение на отражението и пречупването според принципа на Хюйгенс. Оптична плътност на веществата.

      Препоръчваме да посетите следните външни WEB-адреси по темата:

http://physics.mipt.ru/S_IV/Opt_man/5.15.pdf - изследване на разрешаващата способност на микроскоп - теория на Аббе (на руски);

http://www.college.ru/WaveOptics/content/chapter1/section4/paragraph2/theory.html - изследване на дифракционния предел на оптичните инструменти (на руски);

http://vivovoco.rsl.ru/VV/BOOKS/ABBE/CHAPTER4.HTM - оптичните измерителни прибори на Ернст Аббе (В. Гуриков, на руски).

      Вижте също: Относителен отвор, Светлосила, Фокусно разстояние, Главна фокусна точка, Главна оптична ос, Двойно фокусно разстояние, Фокална равнина, Главни равнини (оптични плоскости) и главни точки на оптична система, Обектно (предметно) и образно разстояние при обектив, Пречупваща сила на леща (диоптър), Действителен и недействителен образ, Изходен отвор (изходна зеница), Увеличение, мащаб на изображението, Диафрагма (бленда), Работен отрязък (работна отсечка), Разделителна способност на обектив и фотографски носител, Проникваща способност на телескоп, Камера-обскура.

      Леща на Барлоу, Окулярна проекция, Фокален редуктор, Телеконвертор, Панкрат, Вариообектив, Автофокус и стабилизация на образа.

      Колиматор, Афокална система, Очна леща (на окуляр), Полева леща, Менискова леща, Цилиндрична и прогресивна леща, Проксарна леща, Френелова леща, Видове лещи според геометричната им форма, Човешкото око.