Зависит ли общий светосбор объектива только от диафрагмы?

По сути да, светосила объектива определяется его максимальной светосилой. Скорость передачи используемых материалов также оказывает влияние, но оно очень мало.

Ваша интуиция верна в том, что вы ожидаете, что объектив с большой апертурой будет иметь большую оправу, однако апертура определяется как отношение *кажущегося** размера отверстия объектива, деленное на фокусное расстояние. Таким образом, объектив 200 мм f/2.0 должен иметь передний элемент, достаточно большой, чтобы видеть апертуру 200/2.0 = 100 мм, поэтому ствол должен быть не менее 10 см. Однако у объектива 20 мм f/2.0 апертура всего 10 мм, что мало по сравнению с объективами большинства размеров.

Чтобы усложнить ситуацию, широкоугольные объективы нуждаются в более крупных передних элементах, чем это диктуется их апертурой, чтобы предотвратить виньетирование по всему кадру. Для фокусных расстояний короче примерно 50 мм размеры линз увеличиваются по мере уменьшения фокусного расстояния , несмотря на апертуру, и, следовательно, светособирающая способность также уменьшается.

Вот хороший пример, у этого объектива Nikon только f/2.8:

но он абсолютно огромен из-за чрезвычайно широкого угла обзора.

* обратите внимание, что 100 мм f/2.0 не означает, что физическое отверстие в середине объектива на самом деле имеет диаметр 50 мм, только то, что изображение указанного отверстия, если смотреть через переднюю часть объектива, кажется диаметром 50 мм. Фактическое отверстие часто меньше, но передний элемент объектива должен быть достаточно большим, чтобы соответствовать его теоретическому размеру.

Вы почти правы в том, что физический диаметр объектива напрямую влияет на светосилу объектива.

Однако вам также необходимо учитывать фокусное расстояние объектива.

Математика довольно проста:

Максимальная диафрагма (F-Stop) = Фокусное расстояние / Диаметр объектива

В качестве примера, давайте выберем f / 4, так как это хорошее легкое круглое число ...

• Например, для достижения f/4 на 400 мм диаметр объектива будет 100 мм.
• Для достижения f/4 на 100 мм диаметр объектива должен быть 25 мм.
• Для достижения f/4 на 50 мм диаметр объектива будет 12,5 мм.

Итак, скажем, объектив 50 мм для достижения f/0,95, как вы указали в своем вопросе, и поскольку это меньше, чем f/1, диаметр объектива на самом деле должен быть немного больше, чем фокусное расстояние объектива при 52,63 мм.

Обратите внимание, что может быть проще переключить уравнение на:

Диаметр объектива = фокусное расстояние / максимальная диафрагма (диафрагменное число)

Итак, что касается вашего первоначального вопроса о том, что объектив f / 0,95 не намного больше объектива af / 2,8, вам необходимо убедиться, что оба объектива имеют одинаковое фокусное расстояние. Тогда вы бы увидели, что 0,95 действительно больше, чем 2,8, и, используя приведенное выше уравнение, вы можете точно определить, какие диаметры физических линз должны быть в каждой ;-)

Надеюсь это имеет смысл???

Другие уже объяснили разницу между входным зрачком и передней линзой. Я хотел бы добавить пару слов о том, почему светосила определяется числом F.

Разница между телескопом и фотообъективом заключается в том, что вы обычно используете телескоп для изображения небольших объектов (малых по угловому размеру). Тогда ваш объект почти всегда будет помещаться в поле зрения, независимо от фокусного расстояния прицела. Напротив, вы чаще всего используете камеру для захвата всей сцены, полностью заполняющей кадр. Кроме того, более короткие фокусные расстояния позволяют захватить больше сцены... и, следовательно, больше света!

Это имеет большое значение в том, как оценивается «сила сбора света». Для астронома светосила — это способность телескопа собирать световой поток от небольшого источника, обеспечивающего заданную освещенность на Земле. Следовательно, она эквивалентна площади поверхности входного зрачка. Для фотографа светосила — это способность объектива (или камеры) собирать световой поток от протяженной сцены заданной средней яркости . Тогда это зависит как от входного зрачка , так и от поля зрения. Вот почему мы используем числа f вместо необработанных диаметров апертуры.

См. также этот ответ на связанный вопрос .

Подумайте об остановке вашего телескопа. Многие прицелы поставляются с крышками объективов, в центре которых есть круглое отверстие с дополнительной крышкой.

Если вы работаете с прицелом с установленной крышкой объектива, но с выключенной вторичной крышкой, значит, ваш прицел остановился. Теперь ваш прицел f8 может быть, скажем, прицелом f20 без каких-либо изменений диаметра объектива . Это действительно напугало меня, так как я начал с телескопов до камер, и у меня было точно такое же замешательство, как и у вас.

У вас есть старая 35-мм пленочная камера? Откройте заднюю часть и посмотрите через линзу, по сути, теперь ваш глаз — это пленка. Нажмите затвор. Вы увидите короткую вспышку света через почти круглое отверстие. (Еще лучше, установите длинную выдержку, чтобы короткая вспышка была менее короткой.) Теперь поиграйте с настройкой диафрагмы, сравните, скажем, f2.8 с f16. Заметили, как меняется размер круглого отверстия?

Если у вас нет старой пленочной камеры, попробуйте сделать это со своей цифровой зеркальной камерой, но, глядя спереди, поищите что-то, что нужно изменить внутри объектива, прямо по центру, пока вы играете с диафрагмой.

Камеры часто останавливаются. Вы должны сделать это, чтобы изменить длину экспозиции, а также контролировать глубину резкости.

Телескопы редко останавливаются. Вы, вероятно, хотите сделать это только для наблюдения за Солнцем или Луной. Почему? Вам не нужен дополнительный свет, но если у вас нет рефрактора APO, останов его значительно уменьшит хроматическую аберрацию. У меня была возможность увидеть телескоп Галилео в Филадельфии. Он был, возможно, от 1 до 1,5 дюймов в диаметре, но его диафрагма была уменьшена до чего-то крошечного, например, 0,5 дюйма или около того! Это было сделано для уменьшения аберраций в его примитивных линзах.