Светосила объектива. Способы ее изменения

Светосила - относительное отверстие объектива часто называют светосилой, но эти понятия не полностью тождественны.

Светосила объектива – способность его обеспечивать тот или иной уровень освещенности изображения при данной яркости объекта, и определяется отношением:

светосила = освещенность изображения : яркость снимаемого объекта

Геометрическое относительное отверстие объектива всегда несколько больше соответствующей ему реальной светосилы, так как при проходе света через объектив часть светового потока теряется за счет поглощения в массе стекла и отражений от поверхностей линз, граничащих с воздухом. В результате фактическая светосила всегда меньше той, которую должно обеспечивать геометрическое относительное отверстие. В современных просветленных объективах эта разница составляет менее 2%, поэтому будем считать, что светосила объектива равна минимальной диафрагме объектива; в ZOOM-объективах минимальной диафрагме наименьшего и наибольшего фокусного расстояния. Например:

50/2 - фокусное расстояние F = 50мм, светосила 2 
28-105/3.5-5.6 - светосила при F = 28мм - 3.5, при F=105мм - 5.6

Светоcилой объектива называется его способность давать ту или иную яркость изображения (освещенность фотослоя). Величина светосилы имеет важное значение: чем выше светосила объектива, тем меньшая выдержка (продолжительность освещения пластинки или пленки) требуется при съемке.

Естественно, что объектив с большим отверстием пропускает больше света, чем объектив с маленьким отверстием. Однако абсолютная величина диаметра объектива еще ничего не решает. В самом деле: если сравнить объектив с окном, через которое в темное помещение (камеру) проникает свет, то нетрудно убедиться, что освещенность какого-либо предмета (пластинки или пленки) будет тем сильнее, чем больше само окно и чем ближе к нему расположен предмет.

Следовательно, светосила объектива зависит от двух величин: от размера отверстия и от фокусного расстояния. Объектив тем светосильное, чем больше его отверстие и чем короче его фокусное расстояние.
Эта взаимосвязь выражается величиной относительного отверстия, которое представляет собой отношение диаметра полного действующего отверстия объектива к его главному фокусному расстоянию (разумеется, обе величины берутся в одинаковых линейных единицах). Например, диаметр отверстия 2 см относится к фокусному расстоянию 8 см, как 2 : 8; после сокращения на величину первого члена получаем 1:4 - это и есть числовое значение относительного отверстия.

Объектив фотоаппарата "ФЭД" при диаметре полного отверстия в 14,3 мм имеет фокусное расстояние в 50 мм. Произведем расчет его светосилы: 14,3 мм : 50 мм, а после деления на величину первого члена 14,3 получаем 1 : 3,5.

Относительное отверстие обозначается отношением единицы к числу, показывающему, во сколько раз диаметр полного отверстия данного объектива меньше его фокусного расстояния. Современные фотоаппараты снабжаются объективами с относительными отверстиями 1 : 1,5; 1:2; 1 : 2,8; 1 : 3,5; 1 : 4; 1 : 4,5; 1 : 6,3. Чем больше второй член отношения, тем меньше само относительное отверстие. Это понятно: числовое значение относительного отверстия представляет собой дробь. А так как 1/4 меньше 1/2, то и относительное отверстие 1 : 4 меньше отверстия 1 : 2.

Отверстие объектива имеет форму круга; как известно из геометрии, площади кругов относятся, как квадраты их диаметров. Две светосилы относятся, как квадраты соответствующих относительных отверстий. Однако имеется упрощенный способ определения, во сколько раз один объектив светосильнее другого: больший из знаменателей относительного отверстия надо разделить на меньший знаменатель и полученное частное возвести в квадрат (помножить на самого себя). Пример: сравнивается светосила объективов, имеющих относительные отверстия 1 : 4,5 и 1 : 1,5.

Второй объектив в 9 раз светосильнее первого и при полном отверстии в одинаковых съемочных условиях потребует выдержку в 9 раз меньшую (округленно 1/100 секунды вместо 1/10 секунды).