Bir lensin toplam ışık toplamı sadece diyaframa mı bağlıdır?

Benim izlenimim, bir lensin açıklık değerinin ışık toplama yeteneğini belirlediğidir, ancak nasıl çalıştığını anladığımdan emin değilim ...

Teleskoplarda ışık toplama dikkate alındığında, objektif lensin (veya aynanın) çapına bağlıdır. Işık benim için çok mantıklı, çünkü ışık her yöne yayılıyor, böylece daha geniş bir alan daha fazla ışık topladığınız anlamına geliyor. Bana öyle geliyor ki kamera lenslerinde de aynı olmalı - daha büyük bir lens, koniden daha fazla ışık konisini alıp sensöre odaklayacaktır.

Beni düşünmeye iten şey bir F / 0.95 lens gördüm, ancak F / 2.8 lenslerden çok daha büyük görünmüyor, bu yüzden bunun nasıl çalışacağının fiziğini anlamıyorum.

Esasen evet, bir lensin ışık toplama kabiliyeti maksimum diyaframı ile belirlenir. Kullanılan malzemelerin iletim hızları da bir etkiye sahiptir ancak çok düşüktür.

Sezginiz doğrudur, çünkü büyük bir diyafram lensinin büyük bir namluya sahip olmasını beklersiniz, ancak diyafram açıklığı * görünen ** boyuttaki lens açıklığının odak uzunluğuna bölünmesi oranı olarak belirtilir. Bu nedenle, 200 mm f / 2.0 lensin 200 / 2.0 = 100 mm diyaframı görecek kadar büyük bir ön elemanı olmalıdır, bu nedenle namlu en az 10 cm olmalıdır. Bununla birlikte, 20mm f / 2.0 sadece 10mm diyafram açıklığına sahip gibi görünüyor, bu da çoğu lens boyutuyla karşılaştırıldığında küçüktür.

Konuları karmaşıklaştırmak için geniş açılı lensler, çerçeve boyunca vinyet oluşumunu önlemek için diyafram açıklıkları tarafından dikte edilenden daha büyük ön elemanlara ihtiyaç duyar. Yaklaşık 50 mm'den daha kısa odak uzunlukları için , açıklıklara rağmen odak uzunluğu azaldıkça lens boyutları artar ve böylece ışık toplama özelliği de azalır.

İşte güzel bir örnek, bu Nikon lens sadece f / 2.8:

ancak aşırı geniş açılı doğası nedeniyle kesinlikle çok büyük.

* 100mm f / 2.0'ın lensin ortasındaki fiziksel açıklığın aslında 50mm çap olduğu anlamına gelmediğini, sadece söz konusu açıklığın görüntüsünün lensin önünden bakıldığında çapının 50 mm olduğu anlamına geldiğini unutmayın. Aslında açıklık genellikle daha küçüktür, ancak lens ön elemanının teorik boyutunu alacak kadar büyük olması gerekir.

Merceğin fiziksel çapının merceğin ışık toplama özellikleri üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olduğu neredeyse doğrudur.

Bununla birlikte, lensin odak uzunluğunu da dikkate almanız gerekir.

Matematik oldukça basittir:

Maksimum Diyafram Açıklığı (F-Stop) = Odak Uzunluğu / Lens Çapı

Örnek olarak, güzel bir kolay yuvarlak sayı olduğu için f / 4'ü seçelim ...

• Örneğin 400 mm'de f / 4 elde etmek için lensin çapı 100 mm olacaktır.
• 100 mm'de f / 4 elde etmek için lensin çapının 25 mm olması gerekir.
• 50mm'de f / 4 elde etmek için lensin çapı 12.5mm olacaktır.

Yani, sorunuzda belirttiğiniz gibi f / 0.95 elde etmek için 50 mm'lik bir lens ve bu f / 1'den daha az olduğundan, lensin çapının aslında lensin odak uzaklığından biraz daha büyük olması gerekir. 52.63mm.

Denklemi şu şekilde değiştirmek daha kolay olabilir:

Lens çapı = Odak Uzunluğu / Maksimum Diyafram (F-Stop)

Bir f / 0.95 objektifin af / 2.8 objektiften çok daha büyük olmaması hakkındaki orijinal sorunuza gelince, her iki objektifin aynı odak uzunluğunda olduğundan emin olmanız gerekir. O zaman 0.95'in 2.8'den gerçekten daha büyük olduğunu ve yukarıdaki denklemi kullanarak, her bir fiziksel lensin çaplarının ne olacağını tam olarak öğrenebilirsiniz ;-)

Umarım bu mantıklıdır ???

Diğerleri giriş öğrencisi ve ön mercek arasındaki farkı zaten açıkladı. Işık toplama gücünün neden F-sayıları tarafından verildiğine dair bir kelime eklemek istiyorum.

Teleskop ve fotoğraf merceği arasındaki fark, genellikle küçük nesneleri (açısal boyutta küçük) görüntülemek için bir teleskop kullanmanızdır . Ardından, kapsamın odak uzaklığına bakılmaksızın, nesneniz neredeyse her zaman görüş alanına sığacaktır. Buna karşılık, çoğu zaman çerçeveyi tamamen dolduran bir sahneyi yakalamak için bir kamera kullanırsınız. Ardından, daha kısa odak uzunlukları daha fazla sahneyi ve dolayısıyla daha fazla ışığı yakalamanızı sağlar!

Bu, “ışık toplama gücünün” takdir edilmesinde büyük bir fark yaratır. Bir gökbilimci için, ışık toplama gücü, bir kapsamın yeryüzünde belirli bir aydınlatma sağlayan küçük bir kaynaktan ışık akısı toplama yeteneğidir . Bu nedenle giriş göz bebeğinin yüzey alanına eşdeğerdir. Bir fotoğrafçı için ışık toplama gücü, bir lensin (veya kameranın) , verilen ortalama parlaklığın geniş bir sahnesinden ışık akısı toplama yeteneğidir . Daha sonra giriş pupilinin hem bağlıdır ve görüş alanında. Bu yüzden ham diyafram çapları yerine f sayıları kullanıyoruz.

Ayrıca ilgili soruya verilen bu cevaba bakınız .

Teleskopunuzu durdurmayı düşünün. Birçok kapsam, üzerinde ikincil bir kapak ile merkezde dairesel bir delik bulunan lens kapakları ile birlikte gelir.

Kapsamınızı objektif kapağı AÇIK, ancak ikincil kapak KAPALI durumdayken çalıştırırsanız, kapsamınızı durdurdunuz. F8 kapsamınız artık objektif lens çapında değişiklik yapılmayan bir f20 kapsamı olabilir . Bu, kameralardan önce teleskoplara başladığım ve aynı karışıklığa sahip olduğum için beni gerçekten korkuttu.

Eski 35 mm film kameranız var mı? Arkayı açın ve merceğe bakın, aslında gözünüz şimdi film. Deklanşöre basın. Çoğunlukla dairesel diyafram açıklığında kısa bir ışık parlaması görürsünüz. (Daha da iyisi, kısa flaş daha az kısa olacak şekilde deklanşör hızını yavaş ayarlayın.) Şimdi diyafram ayarıyla oynayın, karşılaştırın, diyelim ki f2.8 ile f16. Dairesel deliğin boyutunun nasıl değiştiğine dikkat edin ?

Eski bir film kameranız yoksa, bunu DSLR'nizle deneyin, ancak önden bakarken, diyaframla oynarken lensin, doğrudan merkezin içinde değişecek bir şey arayın.

Kameralar çok durdu. Bunu hem pozlama uzunluğunu hem de alan derinliğini kontrol etmek için yapmanız gerekir.

Teleskoplar nadiren durdurulur. Muhtemelen bunu sadece güneş veya ay gözlemi için yapmak istersiniz. Neden? Ekstra ışığa ihtiyacınız yok, ancak bir APO refraktörünüz yoksa, onu durdurmak kromatik sapmayı önemli ölçüde azaltacaktır. Philadelphia'da Galileo teleskopunu görme şansım oldu. Belki 1 ila 1,5 inç çapındaydı, ancak 0,5 "gibi küçük bir şeye kadar durduruldu! Bu, ilkel lenslerindeki sapmaları azaltmak için yapıldı.