Perché l'immagine non diventa più scura più si ingrandisce?
Se la dimensione della pupilla d'ingresso rimane costante, lo fa.
Ma pochissimi obiettivi zoom, anche quelli con aperture massime variabili, mantengono le stesse dimensioni della pupilla di ingresso dell'obiettivo ingrandito.
Man mano che la lunghezza focale dell'obiettivo si allunga, meno fotoni passano attraverso l'obiettivo per colpire lo specchio / sensore.
Ancora una volta, solo se la dimensione della pupilla d'ingresso rimane costante.
Ma per mantenere lo stesso numero f, è necessario che il diametro della pupilla di ingresso aumenti alla stessa velocità della lunghezza focale. Se raddoppi la lunghezza focale devi anche raddoppiare il diametro della pupilla d'ingresso, che quadruplica l'area dell'ep, per mantenere lo stesso numero f.
La dimensione fisica del diaframma è solo una parte di ciò che determina l'apertura massima, espressa come un numero f, di un obiettivo. Anche l'ingrandimento tra la parte anteriore dell'obiettivo e la posizione del diaframma gioca un ruolo. Il numero f di un'apertura è determinato dal rapporto tra la lunghezza focale dell'obiettivo diviso per il diametro della pupilla d'ingresso , spesso indicato come apertura effettiva.
In un linguaggio semplice, il diametro della pupilla d'ingresso è definito dalla larghezza dell'apertura del diaframma quando viene vista attraverso la parte anteriore dell'obiettivo .
Nel tuo esempio, un obiettivo da 14 mm con un angolo di visione di 114 ° ha una pupilla di ingresso larga 5 mm af / 2.8. Per le reflex digitali e anche la maggior parte delle fotocamere mirrorless, un obiettivo da 14 mm è quello che viene chiamato un design retrofocus. È più o meno l'equivalente di un teleobiettivo ruotato all'indietro. Pertanto, l '"ingrandimento" tra il diaframma di apertura e la parte anteriore dell'obiettivo è negativo. Cioè, la pupilla d'ingresso appare più piccola della dimensione reale del diaframma fisico! D'altra parte, un obiettivo da 90 mm con un angolo di campo di 27 ° richiede una pupilla di ingresso di 32 mm di diametro per f / 2.8. È 6,4 volte più ampia, o 41 volte più area rispetto alla pupilla di ingresso da 5 mm dell'obiettivo da 14 mm af / 2.8.
Quando gli obiettivi zoom ad apertura costante vengono spostati per modificare la lunghezza focale, l'ingrandimento tra la parte anteriore dell'obiettivo e il diaframma è ciò che normalmente cambia, non la dimensione fisica del diaframma. Questo cambiamento di ingrandimento è ciò che consente alla pupilla di ingresso di apparire più grande a lunghezze focali più lunghe e più piccolo a lunghezze focali più brevi per lo stesso diaframma fisico. Un obiettivo 70-200mm f / 2.8 ha una pupilla di ingresso di 25mm di diametro a 70mm e f / 2.8. A 200 mm la pupilla d'ingresso af / 2.8 è larga un po 'più di 71 mm. Il diaframma fisico reale ha le stesse dimensioni in entrambi i casi. Ciò che è cambiato è la quantità di ingrandimento tra il gruppo del diaframma e la parte anteriore dell'obiettivo.
Si noti che questo stesso principio è di solito in gioco anche con obiettivi zoom ad apertura variabile. Prendi, ad esempio, un obiettivo zoom 18-300mm f / 3.5-5.6. A 18 mm la pupilla d'ingresso per f / 3.5 è larga circa 5,14 mm. A 300 mm la pupilla d'ingresso per f / 5.6 è oltre dieci volte quella a 53,6 mm di larghezza. Si noti che la maggior parte degli obiettivi zoom che raggiungono il massimo a 300 mm ef / 5.6 hanno elementi frontali leggermente più grandi di 54 mm di diametro. La dimensione dell'allievo di ammissione necessario è la ragione! Se la pupilla d'ingresso a 300 mm fosse ancora larga 5,14 mm come a 18 mm ef / 3,5, l'apertura massima a 300 mm sarebbe f / 58!
Quindi perché non tutti gli obiettivi zoom utilizzano un ingrandimento sufficiente per rimanere ad apertura costante su tutto il campo dello zoom? Principalmente il costo associato alle dimensioni, al peso e alla complessità aggiuntivi necessari per produrre un obiettivo ad apertura costante.
