顯微鏡的數值孔徑代表物鏡收光范圍

讓我們由何謂繞射極限以及它如何限制了光學顯微鏡的解析度開始。

首先，我們知道光源通過樣本（例如一只草履蟲）后在遠場上
會產生繞射現象，繞射圖形可視為通過樣本后的光場分佈做傅立葉轉換的結果，且繞射角度
和樣本的空間頻率有關，

而透鏡聚焦成像只是把無限遠處的繞射圖形移到焦點處。因此，我
們可以說，透鏡焦點的光場分佈就是物體空間分佈的傅立葉轉換結果。樣本上有越細微的變化，相當于空間頻率越高，

便會產生越大角度的繞射光線偏折。理論上，若能將所有的高頻偏折光全部收集起來成像，
應該可以完整重現樣本的面貌。但實際上，物鏡就像一個空間上

因此，為了要提高解析度，就必須增加物鏡收光范圍，才能收集到空間頻率的高頻項。
通常我們用“數值孔徑”(NA, numerical aperture)來代表物鏡收光范圍

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