显微镜的成像质量与物镜参数密切相关，理解数值孔径（NA）、放大倍数、焦距、工作距离等关键指标，是选择物镜和优化成像的基础。 这篇文章结合 技术资料与实测数据，对 关键参数的定义、计算及对成像的影 响进行了 系统解读。

○定义：数值孔径（ NA） 是一个无量纲的数。 NA=n×sinθ，其中n为物镜与样品间介质的折射率（空气n=1，油浸介质n可达1.5），θ为物镜接收光线的最大半锥角。

○对成像的影响：

分辨率：分辨率公式为 σ=0.61λ/NA（λ为光波长），NA值越大，可分辨的细节越小。例如，NA 0.95的物镜分辨率比NA 0.25高约4倍 。

亮度与景深：NA越大，聚光能力越强，图像更亮，但景深（清晰成像的纵向范围）会减小。

○实际应用：油浸物镜（如 NA 1.5）常用于高分辨活细胞观察，而NA 0.25的低倍物镜适合大视野明场成像。

○定义： 物镜的有效焦距为物镜的主平面到焦点的距离，用f表示。物镜焦距决定光线聚焦能力。

○ 定义：物镜放大倍数是物体实际尺寸与成像尺寸的比值。成像系统总的放大倍数需要用物镜的放大倍数乘以目镜或配套管镜（也叫套筒透镜、 Tube lens）的放大倍数。

○计算公式 ：物镜放大率 M= 管镜焦距（ f₂ ） /物镜有效焦距（f₁ ）。例如，管镜焦距 200mm时，物镜焦距4mm对应50倍放大 倍数。

○兼容性问题：若更换不同焦距的管镜，实际放大倍数会改变，例如管镜焦距为180mm，物镜焦距为4mm，对应放大倍数会变为45X。

○选择建议：高倍物镜（如100X）需配合油浸技术，但可能导致工作距离过短或图像变暗。

○定义：工作距离（WD）为物镜前端到样品表面的距离。高倍物镜WD通常较小， 以麓邦商城三丰平场复消色差干物镜（436nm-656nm） 这个分类为例，100X物镜WD为6 mm，而5X物镜可达36. 5 mm。

○影响因素：放大倍数与NA值会对工作距离产生影响，放大倍数越高，NA越大，WD越短。

○应用场景 ：长工作距离物镜适用于工业检测或活体样本操作，避免物镜触碰样品；短工作距离的物镜一般应用在高分辨率的系统。

○定义：齐焦距离是指物镜螺纹安装端面（或物镜体定位面）到样品盖玻片顶面或样品表面的距离。其核心功能是确保在更换不同放大倍数的物镜时，样品焦点位置基本保持一致。

○标准值 ：一般有45mm /60mm /95mm齐焦距离 ，同一品牌的齐焦距离通常是相同的。

○对实验的影响：

操作效率：齐焦设计减少调焦时间，适合需要频繁切换物镜的观察（如病理切片筛选）。

兼容性风险：不同品牌不同类型的物镜齐焦距离不同，混用会导致焦点偏移。

○定义：视场数指目镜视场光阑的直径（单位：mm），决定成像范围的物理尺寸。光学显微镜的视场数（FN）表示视野大小（FOV）。它对应于中间图像中通过目镜可以观察到的区域。虽然我们不能一次观测到很大的视野，但人眼可以扫描并整合整个视野的结构特征。

○显微镜可以观察的检测对象的范围（直径）：

○厂商差异 ：常见目镜视场数为18-26.5mm。

○主流标准与兼容性：

RMS螺纹尺寸 ：RMS（Royal Microscopical Society） 螺纹直径20.32mm，螺距0.706mm，曾为19世纪至20世纪国际通用标准。 也是目前主要的物镜螺纹规格。 RMS在图纸中也会体现为RMS(0.800"-36)。

其他螺纹标准 ：尼康物镜有M32mm×0.75mm 和 M25x0.75螺纹。三丰有W26x0.706螺纹 。需要注意的是，W26螺纹的物镜有时也标为M26螺纹。只要物镜符合《 ISO 9345:2019》或《 JIS B 7141:2012》标准，就可以认为是W26螺纹。

参考文献：
[1] ISO19012-1 Microscopes -- Designation of microscope objectives -- Part 1: Flatness of field/Plan

[2] Airy G B. On the diffraction of an object-glass with circular aperture[J]. Transactions of the Cambridge Philosophical Society, 1835, 5(3): 283-291.