Каковы теоретические минимальная и максимальная апертуры?

Существует ли такая вещь, как максимальная диафрагма, до которой может быть открыт объектив? А как насчет минимальной диафрагмы, до которой его можно закрыть? Имеют ли эти понятия вообще какой-либо смысл? Существует ли объектив с самой узкой апертурой в мире? Есть ли самая широкая?

Абсолютная апертура может быть произвольно большой (длинная длина волны, большое фокусное расстояние, как у Хаббла и FAST) или произвольно маленькой (короткая длина волны, короткое фокусное расстояние, как у электронных микроскопов). Я бы сказал, что маленькое число относительной апертуры f легче, потому что легче делать системы с большим фокусным расстоянием, например, у Хаббла af=24. Но что-то меньшее, чем f=1, было бы сложно. Объективы рентгеноскопии f=0,5 - f=1, но разрешение ужасное.

Ответы (3)

Апертура может быть закрыта, что фактически является бесконечно большим числом диафрагмы, поскольку свет не проходит. Самый быстрый из возможных (наименьшее число f) немного сложнее. Скорость линзы ограничена отношением входного зрачка к фокусному расстоянию линзы. Чем больше фокусное расстояние, тем больше должен быть входной зрачок. Теоретически вы можете сделать один очень-очень большой, но в конечном итоге количество стекла сделает его таким, что вы физически потеряете больше света, чем получите.

Там «рекорд» для самого быстрого объектива, возможно, f / .33 Super-Q-Gigantar 40mm, но на самом деле это был просто маркетинговый трюк, и когда-либо был сделан только один. На самом деле он не функционален. Имеется функциональный объектив f/.7, которых было изготовлено 10 штук. Шесть были куплены NASA, Carl Zeiss оставил один себе, а 3 из них были куплены Стэнли Кубриком и использованы в фильме «Барри Линдон».

Теоретически должна быть возможность создавать линзы быстрее, чем это, но затраты и выгода просто не стоят того. Линзы становятся слишком дорогими и сложными и не дают существенного преимущества затраченным усилиям, поскольку сложность возрастает быстрее, чем экспоненциально. (Поскольку каждая диафрагма требует удвоения размера, а физические проблемы делают ее более чем в два раза более сложной для каждой дополнительной диафрагмы.)

Физика играет роль в ответе на ваш вопрос, и эта информация существует. Основы этого связанного обсуждения заключаются в том, что показатель преломления материала линзы будет влиять на максимальную апертуру, которую вы можете достичь, поэтому для чистого стекла с показателем преломления 1,5 максимальная апертура будет f / 0,5 или около того. Более качественные вещества, такие как алмазы, с показателем преломления 2,417 могут дать вам диафрагму f/0,235 с соответствующей безумной стоимостью владения (подумайте, сколько может стоить линза из чистого алмаза). Уравнение изготовителя линз является основой для чисел.

Что касается минимальной апертуры, вы могли бы в основном получить дыру размером с атом, достаточно большую для прохождения одного фотона, но это бесполезно, ну, для чего бы то ни было. Для многих объективов приближение к f/11 или выше приводит к потере резкости из-за дифракции, поэтому f/32 — это почти предельная точка для 35-мм объективов, хотя они могут уменьшаться для больших форматов и делать так. Объективы-обскуры часто имеют меньший диапазон, вплоть до f/177 (у Lennsbaby есть такой). Тем не менее, даже если бы оптика прекрасно справлялась с чем-то подобным, подумайте, какими должны быть ISO и выдержка, чтобы получить изображение, так что в какой-то момент значение этого почти равно нулю, если только вы не хотите размытия. рефераты.

f/0,5 — это теоретический предел, которому меня учили для фотообъективов. На другом конце континуума находилась диафрагма f/64, которая была обычным явлением на платах объективов камер. Я видел f/128, но не меньше. Группа f / 64 была клубом фанатиков фокусировки, основанным Ван Дайком, в который входили Адамс, Каннингем, Уэстон, Стиглиц и другие фотографы Юго-Запада США.
@Stan Фотографы из группы f/64 использовали камеры 8x10 LF. f/64 на камере 8x10 в основном эквивалентно примерно f/8 в формате 135 («35 мм» или «FF»).

Есть много терминов, связанных с апертурой, но давайте перейдем к самому интересному для нас: после википедии : «угловая апертура N объектива выражается числом f, обозначаемым f/, которое представляет собой отношение фокусного расстояния f к диаметр входного зрачка D:"

N = f/D

Итак, минимальная диафрагма это просто: вы просто закрываете отверстие и диафрагма равна нулю (f/∞).

Но благодаря умному дизайну вы можете легко получить диафрагму ниже волшебной f/1. Нет необходимости в алмазных линзах, как объясняет Джоанна С. Вы можете просто захватить много света с помощью переднего элемента любого размера (D) и сжать его до рассматриваемого изображения (что относится к фокусному расстоянию).

В современном мире вы можете встретить этот эффект при использовании, например, конвертера Metabones T Speed ​​Booster 0.64 или 0.71. Он умножает фокусное расстояние вашего объектива на указанное число. Итак, если вы приобрели красивый объектив Leica Noctilux f=50 мм f/0,9 после использования конвертера Metabones 0,64, вы получите эффективное значение f = 50 мм * 0,64 = 32 мм. Входной зрачок (как и f) пропорционален размеру сенсора d при заданном угле зрения . Итак, мы перемещаем наш объектив + конвертер на камеру с d = 35 мм 0,64, что дает ~ 23 мм (длинный край сенсора) — похоже, это система микрочетвёртых третей! В этой системе наше f возвращается к 50 мм, но D также умножается на 0,64, поэтому мы имеем = f/(0,9 0,64) = f/0,576 .

Так в чем подвох, спросите вы? Конечно конвертер не волшебная палочка. Он сжимает доступный свет в меньший круг изображения, поэтому вы можете использовать Leica только с камерами формата «микро четыре трети». А добавленный набор линз влияет на качество изображения, но это уже совсем другая история :)

Этот эффект также объясняется в учебнике по линзам cambridgeincolor.