Почему максимальная (разрешенная) диафрагма камеры уменьшается при увеличении масштаба?
Если коротко, то потому, что такие объективы дешевле производить. Чем длиннее объектив и чем шире апертура, тем больше оптических элементов в объективе и тем больше затраты на их производство.
Объектив вроде 70-200/2.8 должен иметь передний оптический элемент 200мм/2.8=72мм, а это совсем кусок стекла. С другой стороны, 70-300/4-5.6 должны иметь ширину 300 мм/5.6=54 мм. Если бы это был f/4 по всему диапазону, оптический элемент должен был бы иметь ширину 75 мм — даже больше, чем у гораздо более дорогого 70-200/2.8.
В своем вопросе вы говорите «максимальная апертура камеры». У камеры нет апертуры - есть у объектива. Небольшое, но важное отличие, особенно для зеркалок — как только вы снимите объектив, вы увидите, что камера — это просто легкое ведро с большой дырой спереди.
ДЕТАЛИ:
Диафрагма – это отношение фокусного расстояния объектива к размеру переднего оптического элемента. По сути
диафрагма = фокусное расстояние / размер оптического элемента
Например, объектив 50 мм f/1,8 имеет размер элемента 28 мм (50/1,8).
Если вам интересно, почему числа f-stop не кажутся линейными (это не так), то это потому, что количество света, собираемого объективом, пропорционально фокусному расстоянию, деленному на квадрат диафрагмы. Из-за степени двойки f/4 собирает в два раза больше света, чем f/5,6, поскольку 5,6/4=sqrt(2).
F-число — это отношение открытия диафрагмы к фокусному расстоянию. Представьте себе апертуру фиксированного диаметра, расположенную сразу за передним элементом трансфокатора. независимо от фактического выбора фокусного расстояния. В этом случае по мере увеличения масштаба (увеличения FL) коэффициент уменьшается (увеличивается F-число). По мере уменьшения масштаба соотношение увеличивается (число F становится меньше).
В объективах с фиксированной диафрагмой оптико-механическая конструкция такова, что соотношение сохраняется во всем диапазоне увеличения. Это позволяет увеличивать и уменьшать масштаб во время компоновки, не беспокоясь о том, что вы закрыли диафрагму в то время, когда вам нужна максимальная диафрагма, когда вы вернулись.
матдм