รูรับแสงต่ำสุดและสูงสุดทางทฤษฎีคืออะไร

มีรูรับแสงสูงสุดที่เลนส์สามารถเปิดได้หรือไม่? รูรับแสงขั้นต่ำสุดที่สามารถปิดได้คืออะไร? แนวคิดเหล่านี้มีเหตุผลหรือไม่? มีเลนส์ที่มีรูรับแสงแคบที่สุดในโลกหรือไม่? มีคนที่กว้างที่สุดไหม?

สามารถปิดรูรับแสงซึ่งเป็นหมายเลข f-stop ที่มีขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากไม่มีแสงส่องผ่าน เร็วที่สุดที่เป็นไปได้ (จำนวน f น้อยที่สุด) นั้นยากขึ้นเล็กน้อย ความเร็วของเลนส์ถูก จำกัด โดยอัตราส่วนของรูม่านตาต่อความยาวโฟกัสของเลนส์ ยิ่งความยาวโฟกัสยาวเท่าไรนักเรียนที่เข้าศึกษาก็จะต้องมากขึ้นเท่านั้น ในทางทฤษฎีคุณสามารถทำให้มีขนาดใหญ่มาก แต่ในที่สุดปริมาณของกระจกจะทำให้มันดังนั้นคุณจะสูญเสียแสงมากกว่าที่คุณได้รับ

"บันทึก" สำหรับเลนส์ที่เร็วที่สุดนั้นคือ f / .33 Super-Q-Gigantar 40 มม. แต่มันเป็นเพียงกลไกทางการตลาดและมีเพียงกลไกเดียวเท่านั้นที่เคยทำ มันใช้งานไม่ได้จริง มีเลนส์ f / .7 ที่ใช้งานได้ซึ่งมี 10 ชิ้น หกคนถูกซื้อโดยนาซ่าคาร์ลเซส์เก็บไว้เพื่อตัวเองและอีก 3 คนถูกซื้อโดยสแตนลีย์คูบริกและใช้ในภาพยนตร์เรื่องแบร์รี่ลินดอน

ในทางทฤษฎีแล้วมันเป็นไปได้ที่จะออกแบบเลนส์ให้เร็วกว่านี้ แต่ค่าใช้จ่ายและผลประโยชน์นั้นไม่คุ้มค่า เลนส์มีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อนเกินไปและไม่มีประโยชน์ใด ๆ สำหรับความพยายามเนื่องจากความยากลำบากเพิ่มขึ้นเร็วกว่าการชี้แจง (เนื่องจากแต่ละ f / stop ต้องใช้ขนาดและปัญหาทางกายภาพเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทำให้ซับซ้อนยิ่งขึ้นสองเท่าสำหรับแต่ละ f-stop เพิ่มเติม)

ฟิสิกส์มีบทบาทในการตอบคำถามของคุณและข้อมูลนั้นอยู่ที่นั่น พื้นฐานจากการสนทนาที่เชื่อมโยงกันคือดัชนีการหักเหของวัสดุเลนส์จะส่งผลต่อค่ารูรับแสงสูงสุดที่คุณสามารถทำได้ดังนั้นสำหรับแก้วบริสุทธิ์ที่มีดัชนีหักเห 1.5 ค่ารูรับแสงสูงสุดจะเท่ากับ f / 0.5 หรือประมาณนั้น สารที่ดีกว่าเช่นเพชรที่มีดัชนีหักเห 2.417 สามารถให้รูรับแสงที่ f / 0.235 พร้อมค่าใช้จ่ายในการเป็นเจ้าของที่สอดคล้องกัน (พิจารณาว่าเลนส์ของเพชรบริสุทธิ์มีราคาเท่าใด) สม lensmaker ของเป็นพื้นฐานสำหรับตัวเลข

สำหรับรูรับแสงขั้นต่ำโดยทั่วไปคุณสามารถลดจำนวนลงไปในหลุมขนาดอะตอมซึ่งมีขนาดใหญ่พอที่โฟตอนหนึ่งจะผ่านได้ แต่ก็ไม่มีประโยชน์อะไรเลย สำหรับเลนส์จำนวนมากการไปถึงสถานที่รอบ ๆ f / 11 หรือสูงกว่าทำให้สูญเสียความคมชัดเนื่องจากฟังก์ชั่นการเลี้ยวเบนดังนั้น f / 32 จึงเป็นจุดสูงสุดสำหรับเลนส์ 35 มม. ถึงแม้ว่าพวกเขาจะเล็กลงสำหรับรูปแบบขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้น. เลนส์รูเข็มมักจะอยู่ในช่วงที่เล็กลงมากถึง f / 177 (Lensbaby มีลักษณะเช่นนี้) ถึงแม้ว่าเลนส์จะสามารถจัดการกับสิ่งนี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบให้พิจารณาว่า ISO และความเร็วชัตเตอร์จะต้องมีอะไรบ้างเพื่อให้ได้ภาพดังนั้นในบางจุดค่าของสิ่งนี้ก็ค่อนข้างศูนย์เว้นแต่คุณจะพร่ามัว บทคัดย่อ

มีเงื่อนไขมากมายที่เกี่ยวข้องกับค่ารูรับแสง แต่ขอสิ่งที่น่าสนใจที่สุดสำหรับเรา: หลังจากวิกิพีเดีย : "รูรับแสง N มุมของเลนส์แสดงด้วย f-number, เขียน f /, ซึ่งเป็นอัตราส่วนของความยาวโฟกัส f ต่อ เส้นผ่าศูนย์กลางของนักเรียนเข้า D: "

N = f / D

ดังนั้นค่ารูรับแสงต่ำสุดจึงเป็นเรื่องง่าย: คุณเพียงแค่ปิดรูและมีค่ารูรับแสงเป็นศูนย์ (f / ∞)

แต่คุณสามารถรับ f / 1 ที่ต่ำกว่าได้อย่างง่ายดายด้วยการออกแบบที่ชาญฉลาด ไม่จำเป็นต้องใช้เลนส์เพชรอย่างที่ John Cavan อธิบายอย่างมาก คุณสามารถคว้าแสงจำนวนมากได้ด้วยองค์ประกอบด้านหน้าที่มีขนาดใหญ่เท่าที่คุณต้องการ (D) และบีบลงในรูปภาพที่พิจารณา (ซึ่งเกี่ยวข้องกับความยาวโฟกัส)

ในโลกปัจจุบันคุณสามารถพบกับเอฟเฟกต์นี้เมื่อใช้ตัวแปลง Metabones T Speed ​​Booster 0.64 หรือ 0.71 มันเพิ่มความยาวโฟกัสของเลนส์ด้วยจำนวนที่ระบุ ดังนั้นหากคุณได้รับเลนส์ Leica Noctilux f = 50 มม. f / 0.9 ที่สวยงามหลังจากใช้ตัวแปลง Metabones 0.64 คุณจะได้รับประสิทธิภาพ f = 50 มม. * 0.64 = 32 มม. นักเรียนเข้า (เช่นเดียวกับ f) เป็นสัดส่วนกับขนาดเซ็นเซอร์ d ที่มุมมองที่กำหนด ดังนั้นเราจึงย้ายเลนส์ + ตัวแปลงของเราไปยังกล้องที่มี d = 35 มม. * 0.64 ซึ่งให้ ~ 23 มม. (เซ็นเซอร์ยาวกว่าขอบ) - นี่ดูเหมือนจะเป็นระบบขนาดเล็กสี่ในสาม! ในระบบนี้เรา f ได้รับกลับไป 50mm แต่ D ยังได้รับคูณด้วย 0.64 ดังนั้นเราจึงมี = f / (0.9 * 0.64) = f / 0.576

ดังนั้นเป็นที่จับคุณถาม? แน่นอนแปลงไม่ได้คันมายากล มันบีบแสงที่มีให้ในวงกลมรูปภาพที่เล็กลงดังนั้นคุณสามารถใช้ Leica ของคุณกับกล้องขนาดเล็กสี่ในสามเท่านั้น และชุดเลนส์ที่เพิ่มมีผลกับคุณภาพของภาพ แต่นี่เป็นอีกเรื่อง :)

เอฟเฟกต์นี้ยังอธิบายได้ในการสอนเลนส์ cambridgeincolor