Apakah keseluruhan pengumpulan lensa hanya tergantung pada aperture?

Kesan saya adalah bahwa nilai bukaan lensa menentukan kemampuan pengumpulan cahayanya, tapi saya tidak yakin saya mengerti cara kerjanya ...

Ketika mempertimbangkan pengumpulan cahaya di teleskop, itu tergantung pada diameter lensa objektif (atau cermin). Ini masuk akal bagi saya, karena cahaya dipancarkan ke segala arah, jadi area yang lebih luas berarti Anda mengumpulkan lebih banyak cahaya. Menurut saya itu harus sama di lensa kamera juga - lensa yang lebih besar akan mengambil lebih banyak kerucut cahaya dari subjek, dan memfokuskannya ke sensor.

Apa yang membuat saya berpikir tentang hal itu adalah saya telah melihat lensa F / 0.95, tetapi tidak terlihat sangat lebih besar dari lensa F / 2.8, jadi saya tidak mengerti secara fisik bagaimana itu akan bekerja.

Pada dasarnya ya, kemampuan pengumpulan cahaya lensa ditentukan oleh aperture maksimumnya. Tingkat transmisi bahan yang digunakan juga memiliki efek tetapi sangat kecil.

Intuisi Anda benar karena Anda mengharapkan lensa aperture besar memiliki barrel besar, namun aperture ditentukan sebagai rasio ukuran pembukaan lensa * jelas ** dibagi dengan panjang fokus. Jadi lensa 200mm f / 2.0 harus memiliki elemen depan yang cukup besar untuk melihat aperture 200 / 2.0 = 100mm, sehingga laras harus minimal 10 cm. Namun 20mm f / 2.0 hanya tampak memiliki bukaan 10mm, yang kecil dibandingkan dengan sebagian besar ukuran lensa.

Untuk memperumit masalah lensa sudut lebar membutuhkan elemen depan yang lebih besar daripada yang ditentukan oleh aperture mereka untuk mencegah vignetting di seluruh bingkai. Untuk panjang fokus yang lebih pendek dari ukuran lensa sekitar 50mm meningkat karena panjang fokus berkurang meskipun celah, dan dengan demikian kemampuan mengumpulkan cahaya, juga menurun.

Inilah contoh yang bagus, lensa Nikon ini hanya f / 2.8:

tetapi benar-benar besar, karena sifat sudut lebar yang ekstrim.

* perhatikan bahwa 100mm f / 2.0 tidak berarti bukaan fisik di tengah lensa sebenarnya berdiameter 50mm, hanya saja gambar bukaan tersebut bila dilihat melalui bagian depan lensa tampak berdiameter 50mm. Bukaan sebenarnya seringkali lebih kecil, tetapi elemen depan lensa harus cukup besar untuk mengakomodasi ukuran teoretisnya.

Anda hampir benar bahwa diameter fisik lensa memiliki efek langsung pada sifat pengumpul cahaya lensa.

Namun Anda juga harus memperhitungkan panjang fokus lensa.

Matematika cukup lurus ke depan:

Bukaan Maksimum (F-Stop) = Panjang Fokus / Diameter lensa

Sebagai contoh, mari kita pilih f / 4 karena itu angka bulat yang mudah ...

• Untuk mencapai f / 4 misalnya pada 400mm, diameter lensa akan menjadi 100mm.
• Untuk mencapai f / 4 pada 100mm, diameter lensa harus 25mm.
• Untuk mencapai f / 4 pada 50mm, diameter lensa akan menjadi 12.5mm.

Jadi, katakanlah, lensa 50mm, untuk mencapai f / 0.95 seperti yang Anda nyatakan dalam pertanyaan Anda, dan karena ini kurang dari f / 1, diameter lensa sebenarnya harus sedikit lebih besar daripada panjang fokus lensa di 52.63mm.

Perhatikan bahwa mungkin lebih mudah untuk mengalihkan persamaan ke:

Diameter lensa = Panjang Fokus / Bukaan Maksimum (F-Stop)

Jadi untuk pertanyaan awal Anda tentang lensa f / 0.95 tidak jauh lebih besar dari lensa af / 2.8, Anda perlu memastikan bahwa kedua lensa memiliki panjang fokus yang sama. Maka Anda akan melihat bahwa 0,95 memang lebih besar dari 2,8, dan menggunakan persamaan di atas, Anda dapat mengetahui dengan tepat berapa diameter lensa fisik di masing-masing ;-)

Saya harap itu masuk akal ???

Yang lain sudah menjelaskan perbedaan antara lensa masuk dan lensa depan. Saya ingin menambahkan kata mengapa kekuatan pengumpulan cahaya diberikan oleh F-number.

Perbedaan antara teleskop dan lensa fotografi adalah bahwa Anda biasanya menggunakan teleskop untuk gambar kecil benda (kecil dalam ukuran sudut). Maka subjek Anda akan hampir selalu pas di bidang tampilan, terlepas dari panjang fokus lingkup. Sebaliknya, Anda paling sering menggunakan kamera untuk menangkap seluruh adegan yang sepenuhnya mengisi bingkai. Kemudian, panjang fokus yang lebih pendek memungkinkan Anda menangkap lebih banyak pemandangan ... dan karenanya lebih banyak cahaya!

Ini membuat perbedaan besar dalam cara "kekuatan pengumpulan cahaya" dihargai. Bagi seorang astronom, kekuatan pengumpulan cahaya adalah kemampuan ruang lingkup untuk mengumpulkan fluks bercahaya dari sumber kecil yang memberikan penerangan yang diberikan di bumi. Oleh karena itu setara dengan luas permukaan pintu masuk murid. Bagi seorang fotografer, kekuatan pengumpulan cahaya adalah kemampuan lensa (atau kamera) untuk mengumpulkan fluks bercahaya dari pemandangan yang diperluas dengan pencahayaan rata-rata yang diberikan . Itu kemudian tergantung pada kedua murid pintu masuk dan bidang pandang. Itu sebabnya kami menggunakan f-angka alih-alih diameter apertur mentah.

Lihat juga jawaban ini untuk pertanyaan terkait .

Pikirkan tentang menghentikan teleskop Anda. Banyak cakupan dilengkapi dengan penutup lensa yang memiliki lubang bundar di tengah dengan tutup sekunder di atasnya.

Jika Anda mengoperasikan lingkup Anda dengan tutup lensa AKTIF tetapi tutup sekunder MATI Anda sekarang telah menghentikan lingkup Anda. Lingkup f8 Anda sekarang bisa, katakanlah, ruang lingkup f20 tanpa ada perubahan pada diameter lensa objektif . Ini benar-benar membuat saya takut sejak saya mulai menggunakan teleskop sebelum kamera dan saya memiliki kebingungan yang sama persis dengan yang Anda miliki.

Apakah Anda memiliki kamera film 35mm tua yang ada? Buka bagian belakang dan lihat melalui lensa, pada dasarnya, mata Anda sekarang adalah film. Tekan rana. Anda akan melihat kilatan cahaya singkat melalui aperture yang sebagian besar bundar. (Lebih baik lagi, atur kecepatan rana lambat sehingga flash singkat kurang singkat.) Sekarang mainkan dengan pengaturan aperture, bandingkan, ucapkan f2.8 dengan f16. Perhatikan bagaimana ukuran lubang melingkar berubah?

Jika Anda tidak memiliki kamera film lama, coba ini dengan DSLR Anda, tetapi cari di depan, cari sesuatu untuk berubah di dalam lensa, pusat langsung, saat Anda bermain dengan aperture.

Kamera sering berhenti. Anda perlu melakukan ini untuk mengubah panjang paparan sekaligus mengontrol kedalaman bidang.

Teleskop jarang berhenti. Anda mungkin hanya ingin melakukannya untuk mengamati matahari atau bulan. Mengapa? Anda tidak memerlukan cahaya ekstra tetapi kecuali Anda memiliki refraktor APO, menghentikannya akan sangat mengurangi penyimpangan kromatik. Saya berkesempatan melihat teleskop Galileo di Philadelphia. Itu mungkin berdiameter 1 hingga 1,5 inci tetapi dihentikan menjadi sesuatu yang kecil, seperti 0,5 "atau lebih! Ini dilakukan untuk mengurangi penyimpangan dalam lensa primitifnya.