Wie beeinflusst die numerische Apertur praktisch die Auflösung?

Die numerische Apertur (NA) ist ein entscheidender Parameter bei optischen Systemen wie Mikroskopen oder Objektiven. Sie beschreibt, wie viel Licht ein System sammeln und wie fein es Details auflösen kann. Praktisch beeinflusst die numerische Apertur die Auflösung folgendermaßen:

**1. Auflösungsvermögen:**
Je größer die numerische Apertur, desto kleiner ist der kleinste Abstand zwischen zwei Punkten, die noch als getrennt wahrgenommen werden können. Das Auflösungsvermögen \( d \) wird oft mit der Formel
\[ d = \frac{0{,}61 \cdot \lambda}{\text{NA}} \]
beschrieben, wobei \( \lambda \) die Wellenlänge des verwendeten Lichts ist. Eine höhere NA führt also zu einer besseren (kleineren) Auflösung.

**2. Lichtstärke:**
Eine hohe NA bedeutet, dass das Objektiv Licht aus einem größeren Winkelbereich aufnehmen kann. Das verbessert die Bildhelligkeit und den Kontrast, was besonders bei schwach leuchtenden Proben wichtig ist.

**3. Schärfentiefe:**
Mit steigender NA nimmt die Schärfentiefe ab. Das heißt, der Bereich, in dem das Bild scharf ist, wird kleiner. Das ist bei hochauflösenden Mikroskopen zu beachten.

**Praktisches Beispiel:**
Ein Objektiv mit NA 0,95 kann feinere Strukturen auflösen als eines mit NA 0,65, vorausgesetzt, die restlichen Bedingungen (z.B. Wellenlänge des Lichts) sind gleich.

**Fazit:**
Die numerische Apertur ist direkt proportional zur Auflösung: Je höher die NA, desto besser die Auflösung und desto mehr Details können sichtbar gemacht werden. In der Praxis ist sie daher ein zentrales Kriterium bei der Auswahl von Objektiven für hochauflösende Anwendungen.