F skaičius

F skaičius – skaičius, naudojamas optikoje, lietuvių kalboje yra vartojamos taip pat sąvokos f santykis, santykinė apertūra. Šis skaičius yra bematis vienetas, apibrėžtas kaip santykis tarp optinės sistemos įėjimo apertūros ir optinės sistemos efektyvaus židinio nuotolio. Paprasčiausiu, vieno lęšio atveju, tai yra lęšio židinio nuotolis, išreikštas per lęšio skersinius matmenis. Šis dydis yra svarbus fotografijoje.

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Diagrama vaizduojanti mažėjančias apertūras, tuo būdu didėjančius F skaičius; kiekvienos sekančios apertūros plotas surenka pusė šviesos surenkamos prieš tai pavaiduotos apertūros. Realus apertūros dydis priklauso nuo naudojamos optinės sistemos efektyvaus židinio nuotolio.

Žymėjimas

F skaičius f/#, yra dažnai žymimas ${\displaystyle N}$ bei apibrėžiamas

${\displaystyle F/\#=N={\frac {f}{D}}\ }$

kur ${\displaystyle f}$ yra židinio nuotolis, o ${\displaystyle D}$ yra įėjimo skaitinė apertūra. Pagal susitarimą "f/#" yra rašomas kaip vienas simbolis, o konkrečios f/# vertės yra užrašomos pakeitus anglišką skaičiaus ženklą # į atitinkamą skaičių. Pavyzdžiui, jei židinio nuotolis yra 16 kartų didesnis už įėjimo apertūros skersmenį, atitinkamas F skaičius yra f/16 arba ${\displaystyle N=16}$. Kuo didesnis F skaičius, tuo mažesnis šviesos kiekis tenka vienetiniam ploto vienetui optinės sistemos vaizdo plokštumoje. Fotojuostelę (arba jutiklį) pasiekiančios šviesos kiekis yra atvirkščiai proporcingas F skaičiaus kvadratui. F skaičiaus padvigubinimas atitinka ekspozicijos laiko padidėjimą keturis kartus.

Optinio prietaiso vyzdžio matmuo yra proporcingas sistemos sistemos apertūrai. Fotokameroje tai dažniausiai yra diafragmos apertūra, kuri gali būti keičiama tam, kad ir prietaiso vyzdys, ir, atitinkamai, pakistų šviesos kiekis pasiekiantis fotojuostelę arba jutiklį. Kitose optinėse sistemose, pvz., teleskopuose arba binokuliaruose apertūros matmuo nekinta, bet galioja tas pats principas: kuo didesnis F santykis, tuo neryškesni atvaizdai gaunami (matuojant skaistį, tenkantį vaizdo ploto vienetui). Reikia pastebėti, kad įprasta fotografijoje prielaida, kad sistemos vyzdžio matmuo yra lygus apertūros matmenims, yra nekorektiškas visiems lęšių tipams. Tarkim, 100 mm lęšis su santykine apertūra F/4 turės vyzdžio diametrą lygų 25 mm. Atitinkamai 135 mm lęšis su tuo pačiu F santykiu F/4 turės vyzdžio matmenis 33,8 mm. Nors 135 mm diametro lęšio f/4 įėjimas yra didesnis negu lęšio, kurio diametras yra 100 mm, abu lęšiai surinks tą patį šviesos kiekį į fotojuostelės arba jutiklio ploto vienetą. F skaičius f/16 sako mums, kad fizikinė apertūra lęšio fotokameros viduje turi vyzdžio diametrą lygų vienai šešioliktajai lęšio židinio nuotolio.

Diafragmos, F-diafragmų susitarimai ir ekspozicija

Canon 7 fotoaparatas su 50 mm objektyvu, turinčiu itin žemą f/ 0.95

Terminas diafragma dažnai klaidina dėl savo daugelio reikšmių. Diafragma gali būti fizikiniu objektu: neskaidri optinės sistemos dalis, kuri blokuoja nepageidaujamus šviesos spindulius. Apertūrinė diafragma yra apertūra, kuri riboja vaizdo skaistį sumažindama įėjimo vyzdžio dydį, tuo tarpu lauko diafragma yra diafragma, kuri blokuoja šviesą, kuri būtų už pageidaujamo regos lauko ir lemtų blyksnių arba kitų problemų atsiradimą.

Fotografijoje, diafragma siejasi su diafragminiais vienetais, naudojamais apibūdinti šviesos kiekius arba ekspoziciją. Vienas diafragminis vienetas atitinka daugiklį 2. Diafragminis vienetas taip pat yra žinomas kaip ekspozicijos dydžio vienetas. Fotokameroje F skaičius dažniausiai yra keičiamas diskrečiais žingsniais, vadinamais diafragminiais vienetais. Kiekvieną diafragmos reikšmę atitinka F skaičius, bei per pusę sumažėjęs, lyginant su prieš tai buvusiu žingsniu, šviesos intensyvumu. Toks šviesos intensyvumo sumažėjimas atitinka vyzdžio ir apertūros diametrų sumažėjimus iš √2, arba apie 1.414 karto, tuo atveju apertūros arba vyzdžio plotas sumažėja per pusę.

35 mm objektyvas su diafragminiu skaičiumi f/11, ką pažymi baltas taškas virš diafragminių skaičių skalės ant apertūros žiedo. Šio lęšio apertūra kinta nuo f/2.0 iki f/22.

Šiuolaikiniai objektyvai naudoja standartinę diafragminių skaičių skalę, kuri yra apytiksliai skaičių geometrinė seka su daugikliu √2 (1.414):   f/1, f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22, f/32, f/45, f/64, f/90, f/128 ir t. t. Šios vertės yra suapvalinamos iki tam tikros patogios vertės tam, kad jas būtų lengviau įsiminti.

Dalybos ženklas atitinka dalybą. Pavyzdžiui, f/16 reiškia vyzdžio diametrą, lygų židinio nuotoliui, padalintam iš šešiolikos; tai yra, jei fotokamera turi 80 mm objektyvo lęšį, visa fotojuostelę pasiekianti šviesa pereina per menamą diską, vadinama įėjimo vyzdžiu, kurio matmuo yra 5 mm (80 mm/16). Šio virtualaus disko padėtis lęšio viduje priklauso nuo lęšio optinės sandaros. Tai gali būti paprasčiausias apertūrinės diafragmos įėjimas arba apertūrinės diafragmos padidintas vaizdas, suformuotas objektyvo vidinių elementų.

Taip pat skaitykite

• Diafragma (fotografija)