Apertura numérica (A.N.)

La apertura numérica, o A.N., es un valor que indica el poder de resolución de una lente y se define mediante la siguiente ecuación.

n: índice de refracción del medio de observación [p. ej., n(aire) = 1]
θ: ángulo entre el eje óptico y la luz en el extremo del diámetro efectivo de la lente

A.N. = n * sin θ

Aunque la A.N. determina la resolución de una lente, la difracción también influye en lo que se puede resolver. La difracción es un fenómeno que hace que la luz se disperse como una onda. Esta propiedad impide que incluso la lente de más alta resolución sea capaz de reunir el foco en una única fuente puntual, haciendo que el punto focal sea más bien un disco. El disco de luz de tamaño más pequeño que se puede resolver se conoce como disco de Airy, y su radio se expresa mediante la siguiente fórmula.

λ: longitud de onda de la luz
A.N.: apertura numérica
0.61: constante

r = 0.61 * λ/A.N.

El valor de esta fórmula es la resolución. Según esta ecuación, cuanto mayor sea la apertura numérica (A.N.), menor será el radio del disco de Airy. Por lo tanto, una lente con un A.N. mayor podrá resolver características más pequeñas, lo que dará lugar a una imagen más nítida.

Definición de la apertura numérica
A
A.N. del lado de la imagen = N * sin θ'
B
A.N. del lado del objeto = N * sin θ
C
Diámetro efectivo

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