Apertura numérica

La apertura numérica con respecto a un punto P depende del "ángulo-mitad", , del cono máximo de luz que puede entrar o salir de la lente y el índice de refracción ambiente. Cuando un rayo de luz pasa a través de un plano de vidrio, su "ángulo-mitad" cambia a . Debido a la ley de Snell, la apertura numérica sigue siendo la misma: .

En óptica, la apertura numérica (AN) de un sistema óptico es un número adimensional que caracteriza el rango de ángulos para los cuales el sistema acepta luz. Recíprocamente, también está relacionado con el ángulo de salida del sistema. La definición exacta del término varía según diferentes áreas de la óptica.

Óptica general

En la mayor parte de las áreas de la óptica, especialmente en microscopía, la apertura numérica de un sistema óptico tal como una lente queda definido por la siguiente ecuación:

donde n es el índice de refracción del medio en el que la lente se encuentra (1 para el aire, 1,33 para el agua pura, y hasta 1,56 para algunos aceites), y θ es la mitad del ángulo de aceptancia máximo que puede entrar o salir de la lente. La AN se mide generalmente con respecto a un objeto o a un punto de una imagen y varía con la posición del punto.

En microscopía, la apertura numérica es importante porque indica el poder de resolución de una lente. El tamaño del detalle más pequeño que puede ser visualizado es proporcional a λ/AN, donde λ es la longitud de onda de la luz empleada. Una lente con una apertura numérica grande será capaz de visualizar más detalles que una lente con una apertura numérica más baja no podrá. Además, las lentes con aperturas numéricas grandes aceptan más luz y dan una imagen más brillante.

La apertura numérica es una medida del diámetro de la apertura comparada con la distancia focal. En fotografía, esta relación viene dada habitualmente con el número f, f/#, que para una lente delgada enfocando a un objeto en el infinito vale

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