iZett Pro

Светосила объектива

Светосила объектива.
Что такое светосила?

 

Светосила едва ли не самая важная техническая характеристика объектива. Это – мера его световых возможностей. Чем больше светосила, тем короче может быть выдержка при съемке. Высокая светосила облегчает съемку быстродвижущихся объектов и спортивных моментов, требующих коротких выдержек. Она расширяет возможности съемки в слабо освещенных помещениях, в сумерках, съемке в театре, в спортивных залах, ночные съемки улиц, съемки с экранов кино и телевизоров. Отчего же зависит светосила?
На первый взгляд кажется, что светосила зависит только от размера объектива, точнее от диаметра его линз. Чем больше диаметр линз, тем больше света он пропускает. Однако было бы ошибкой думать, что дело заключается только в этом. Но светосила зависит не только от диаметра линз, но и от величины его фокусного расстояния. На оправах объективов светосила обозначается весьма условно, в виде отношения двух чисел, из коих первое всегда 1. Например: 1:2 или 1:3,5 и т.д. За единицу сдесь принят диаметр действующего отверстия объектива. Правая часть отношения показывает, во сколько раз диаметр этого же отверстия меньше фокусного расстояния объектива. В целом же обозначение выражает так называемое относительное отверстие объектива.

Сравним, во сколько раз светосила объектива с относительным отверстием 1:2 больше, чем 1:4. На первый взгляд может показаться, что для этогоследует разделить большую из этих величин на меньшую, т.е. 1/2 :1/4. Однако это ошибка. Ответ при этом будет равен 2, а светосила первого объектива больше второго в 4 раза.

Как это объяснить? Количество света, проходящего через объектив, зависит от площади действующего отверстия объектива. Последнее имеет форму круга, а площади кругов относятся как квадраты их диаметров. Т.е. количество света, проходящего через объектив, пропорционально квадрату диаметра его действующего отверстия. Таким образом, если диаметр действующего отверстия одного объектива вдвое больше чем другого, то при одинаковом фокусном расстоянии обоих объективов светосила первого больше, чем второго, не в 2 раза, а в 2 2 , т.е. в 4 раза.

Теперь посмотрим какова зависимость светосилы от величины фокусного расстояния. Освещенность поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до освещаемой поверхности. Источником света в фотоаппарате служит объектив, освещаемой поверхностью - фотопленка (матрица), а расстоянием – фокусное расстояние объектива. Отсюда, если фокусное расстояние одного объектива вдвое больше, чем другого, то при одинаковом диаметре действующих отверстий обоих объективов светосила первого меньше, чем второго не в 2, а 4 раза.

Суммируя все выше сказанное, светосилу объектива можно выразить так:

Светосила = квадрат диаметра действующего отверстия/квадрат фокусного расстояния

Оригинал статьи - Антон Радимов

 

А теперь WiKi Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Относительное отверстие

 
На данной иллюстрации наглядно показано, что чем больше диафрагма (численно меньше), тем больше света попадает через объектив.

Относительное отверстие объективаотношение диаметра входного зрачка (изображения апертурной диафрагмы, построенного стоящими перед ней линзами в обратном ходе лучей (обычно совпадающего с первой линзой объектива)) объектива D\! к его заднему фокусному расстоянию f'\!. Его величину выражают в виде дроби: {D \over f'}={1 \over k}, когда числитель приведён к единице. Знаменатель относительного отверстия k\! называют «диафрагменным числом» или «числом диафрагмы».

Следует заметить, что утверждение: «диаметр входного зрачка = диаметру первой линзы объектива» несправедливо, поскольку диаметр входного зрачка приблизительно равен диаметру изображения апертурной диафрагмы, образованного передним компонентом. Сам диаметр передней линзы определяется требуемым углом изображения объектива и допустимым виньетированием.

Теоретический предел относительного отверстия для апланатических систем 1:0,5

Относительное отверстие объектива уменьшают ирисовой диафрагмой, позволяющей менять её величину (как правило — ступенчато, однако существуют объективы и с плавной регулировкой). На оправу объектива может быть нанесена шкала из знаменателей относительных отверстий (числа ирисовой диафрагмы), соответствующих различному диафрагмированию, на большинстве современных объективов такая шкала (как и кольцо регулировки диафрагмы) отсутствует и установка диафрагмы производится органами управления на теле камеры. Перевод ирисовой диафрагмы на одно деление изменяет относительное отверстие в \sqrt{2}\approx 1,41 раза, что даёт увеличение или уменьшение освещённости оптического изображения в два раза, за исключением первых двух чисел ирисовой диафрагмы, у которых такого изменения может и не быть.

Шкала ирисовой диафрагмы стандартизована, и образует следующий ряд:

1:0,7; 1:1; 1:1,4; 1:2; 1:2,8; 1:4; 1:5,6; 1:8; 1:11; 1:16; 1:22; 1:32; 1:45; 1:64.

Впрочем, первые диафрагменные числа на объективах могут и не совпадать со стандартными (1:2,5; 1:1,7).

Для удобства пользования на шкалу диафрагм обычно наносят только знаменатели относительных отверстий.

В современных автоматических и полуавтоматических фотоаппаратах число диафрагмы может устанавливаться не только на значения стандартного ряда, но и на промежуточные величины.

Следует отметить, что для некоторых зеркально-линзовых объективов данные рассуждения применимы с оговорками. В них диафрагма может иметь форму не круга, а кольца, и для нахождения диаметра входного зрачка необходимо реальный входной зрачок (кольцо) заменить при расчёте кругом эквивалентной площади. Диаметр найденого круга и будет являться искомым диаметром входного зрачка для применения в дальнейших расчётах. 

Вы здесь: Home iZett-wiki Светосила объектива