Khẩu độ tối thiểu và tối đa trên lý thuyết là gì?

Có một thứ như khẩu độ tối đa mà ống kính có thể mở được không? Điều gì về một khẩu độ tối thiểu mà nó có thể được đóng lại? Những khái niệm này thậm chí có ý nghĩa gì? Có một ống kính có khẩu độ hẹp nhất trên thế giới? Có cái nào rộng nhất không?

Một khẩu độ có thể được đóng lại, đây thực sự là một số f-stop lớn vô cùng vì không có ánh sáng nào lọt qua. Nhanh nhất có thể (số f nhỏ nhất) là một chút khó khăn hơn. Tốc độ của ống kính bị giới hạn bởi tỷ lệ của đồng tử vào với độ dài tiêu cự của ống kính. Tiêu cự càng dài, đồng tử vào càng lớn. Về lý thuyết, bạn có thể tạo ra một cái rất lớn, nhưng cuối cùng, lượng thủy tinh sẽ tạo ra nó để bạn có thể mất nhiều ánh sáng hơn mức bạn đạt được.

Có "kỷ lục" cho ống kính nhanh nhất được cho là f / .33 Super-Q-Gigantar 40mm, nhưng nó thực sự chỉ là một mánh lới quảng cáo tiếp thị và chỉ có một chiếc được tạo ra. Nó không thực sự hoạt động. Có một ống kính f / .7 chức năng trong đó có 10 ống kính được chế tạo. Sáu chiếc được mua bởi Nasa, Carl Zeiss giữ một chiếc cho mình và 3 chiếc được Stanley Kubrick mua và sử dụng trong bộ phim Barry Lyndon.

Về lý thuyết, có thể thiết kế ống kính nhanh hơn thế này, nhưng chi phí và lợi ích đơn giản là không đáng. Các ống kính trở nên quá tốn kém và phức tạp và không mang lại bất kỳ lợi ích đáng kể nào cho nỗ lực vì khó khăn tăng lên nhanh hơn theo cấp số nhân. (Vì mỗi f / stop yêu cầu tăng gấp đôi kích thước và các vấn đề vật lý làm cho nó phức tạp hơn gấp đôi cho mỗi f-stop bổ sung.)

Vật lý đóng một vai trò trong việc trả lời câu hỏi của bạn và thông tin đó nằm ngoài đó. Điều cơ bản từ cuộc thảo luận được liên kết đó là chỉ số khúc xạ của vật liệu thấu kính sẽ ảnh hưởng đến khẩu độ tối đa bạn có thể đạt được, do đó, đối với thủy tinh tinh khiết có chỉ số khúc xạ là 1,5, khẩu độ tối đa sẽ là f / 0,5 hoặc khoảng. Các chất tốt hơn, chẳng hạn như kim cương, với chỉ số khúc xạ 2.417 có thể cung cấp cho bạn khẩu độ f / 0.235 với chi phí sở hữu điên rồ tương ứng (xem xét một ống kính của kim cương nguyên chất có thể có giá bao nhiêu). Các phương trình của lensmaker là cơ sở cho những con số.

Đối với khẩu độ tối thiểu, về cơ bản, bạn có thể xuống tới mức nào cho một lỗ có kích thước nguyên tử, đủ lớn để một photon đi qua, nhưng điều đó vô dụng đối với mọi thứ. Đối với nhiều ống kính, việc đi đến một nơi nào đó xung quanh f / 11 hoặc cao hơn dẫn đến mất độ sắc nét là một chức năng của nhiễu xạ, vì vậy f / 32 là điểm cao nhất đối với ống kính 35mm mặc dù chúng có thể nhỏ hơn đối với các định dạng lớn hơn và làm vì thế. Các ống kính Pinhole thường nằm trong phạm vi nhỏ hơn, nhiều như f / 177 (Lensbaby có một cái như thế này). Tuy nhiên, ngay cả khi quang học hoàn toàn có thể xử lý một cái gì đó như thế này, hãy xem xét ISO và tốc độ màn trập sẽ cần là gì để có được một hình ảnh, vì vậy, tại một số điểm, giá trị của nó là khá nhiều trừ khi bạn bị mờ tóm tắt.

Có nhiều thuật ngữ liên quan đến khẩu độ, nhưng chúng ta hãy thú vị nhất với chúng tôi: sau wikipedia : "khẩu độ góc N của ống kính được biểu thị bằng số f, viết f /, là tỷ lệ của độ dài tiêu cự f với đường kính của học sinh đầu vào D: "

N = f / D

Vì vậy, khẩu độ tối thiểu này rất đơn giản: bạn chỉ cần đóng lỗ và có khẩu độ bằng 0 (f /).

Nhưng bạn có thể dễ dàng có được dưới f / 1 ma thuật bởi thiết kế thông minh. Không cần ống kính kim cương, như John Cavan giải thích rất nhiều. Bạn chỉ có thể thu được nhiều ánh sáng với phần tử phía trước lớn như bạn muốn (D) và ép nó vào hình ảnh được xem xét (liên quan đến độ dài tiêu cự).

Trong thế giới ngày nay, bạn có thể gặp hiệu ứng này khi sử dụng bộ chuyển đổi Metabones T Speed ​​Booster 0.64 hoặc 0.71. Nó nhân một tiêu cự ống kính của bạn với số lượng được chỉ định. Vì vậy, nếu bạn có được ống kính Leica Noctilux f = 50mm đẹp mắt f / 0.9 sau khi sử dụng bộ chuyển đổi Metabones 0.64, bạn sẽ có được hiệu quả f = 50mm * 0.64 = 32mm. Đồng tử vào (cũng như f) tỷ lệ với kích thước cảm biến d ở góc nhìn đã cho . Vì vậy, chúng tôi di chuyển ống kính + bộ chuyển đổi của mình sang máy ảnh có d = 35mm * 0,64, cho ~ 23mm (cạnh dài hơn của cảm biến) - đây có vẻ là hệ thống thứ ba micro thứ ba!. Trên hệ thống này, f của chúng tôi trở lại 50mm, nhưng D cũng được nhân với 0,64, vì vậy chúng tôi có = f / (0,9 * 0,64) = f / 0,576 .

Vì vậy, đó là bắt, bạn yêu cầu? Tất nhiên công cụ chuyển đổi không phải là cây đũa thần. Nó nén ánh sáng có sẵn trên vòng tròn hình ảnh nhỏ hơn, vì vậy bạn chỉ có thể sử dụng Leica của mình trên máy ảnh micro 3/4. Và thêm ống kính ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh, nhưng đây là một câu chuyện khác :)

Hiệu ứng này cũng được giải thích trong hướng dẫn sử dụng ống kính cambridgeincolor