微生物学研究用的显微镜的物镜通常有低倍物镜（10×），高倍物镜（40×），和油镜（100×）三种。根据使用不同放大倍数的目镜，可使被检物体放大1000－1600倍。
使用时，油镜与其他物镜的不同是载玻片与物镜之间不是隔一层空气，而是隔一层油质称为油浸系。这种油常选用香柏油，因香柏油的折射率n＝1.52，与玻璃相同。当光线通过载玻片后，可直接通过香柏油进入物镜而不发生折射。如果玻片与物镜之间的介质为空气，称为干燥系，当光线通过载玻片后，受折射发生散射现象，进入物镜的光线显然减少，这就降低了视野的照明度。
利用油镜不但能增加照明度，更主要能增加数值孔径，因为显微镜的放大效能是由其数值孔径决定的。所谓数值孔径，即光线投射到物镜的最大角度（称为镜口角）的一半正弦乘上玻片与物镜间介质的折射率所得的乘积，可用下列公式表示：
NA=n×sinа
式中 NA＝数值孔径；
n＝介质折射率；
a＝最大入射角的半数，即镜口角的半数。
因此，光线投射到物镜的角度越大，显微镜的效能就越大，该角度的大小决定于物镜的直径和焦距。同时，a的理论限度为90。。sin90。＝1，故以空气为介质时（n＝1），数值孔径不能超过1，如以香柏油为介质时，则n增大，其数值孔径也随之增大。如光线入射角为120o，其半数的正弦为sin60o＝0.87，则：
以空气为介质时：
NA＝1×0.87＝0.87
以水为介质时：
NA＝1.33×0.87＝1.15
以香柏油为介质时：
NA＝1.52×0.87＝1.32
显微镜的分辨力是指显微镜能够辨别两点之间最小距离的能力。它与物镜的数值孔径成正比，与波长长度成反比。因此，物镜的数值孔径越大，光波波长就越短，则显微镜的分辨率力越大，被检物体的细微结构也越能明晰地区分出来。因此，一个高的分辨力意味着一个小的可分辨距离，这两个因素是成反比关系的，通常有人把分辨力说成是多少微米或纳米，这实际上把分辨力和最小分辨距离混淆起来了。显微镜的分辨力是用可分辨的最小距离来表示的。
能辨别两点之间的最小距离＝λ/2NA
式中λ＝光波波长
我们肉眼所能感受的光波平均长度为0.55μm，假如数值孔径为0.65的高倍物镜，它能辨别两点之间的距离为0.42μm。而在0.42μm以下的两点之间的距离就分辨不出，即使使用倍数更大的目镜，使显微镜的总放大率，也仍然分辨不出。只有改用数值孔径更大的物镜更大的物镜，增加其分辨力才行。例如用数值孔径为1.25的油镜时，能辨别两点之间的最小距离＝0.55/(2×1.25)＝0.22μm。
因此我们可以看出，假如采用放大率为40倍的高倍物镜（NA＝0.65），和放大率24倍的目镜，虽然总放大率为960倍，但其分辨的最小距离只有0.42μm。假如采用打放大率为90倍的油镜（NA＝1.25），和放大率为9倍的目镜，虽然总放大率为810倍，但却能分辨出0.22μm间的距离。
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