Por que a imagem não fica mais escura quanto mais você aumenta o zoom?
Se o tamanho da pupila de entrada permanecer constante, isso ocorre.
Mas muito poucas lentes de zoom, mesmo aquelas com aberturas máximas variáveis, mantêm o mesmo tamanho de pupila de entrada que a lente é ampliada.
À medida que a distância focal da sua lente aumenta, menos fótons passam pela lente para atingir o espelho / sensor.
Novamente, somente se o tamanho da pupila de entrada permanecer constante.
Mas, para manter o mesmo número f, é necessário que o diâmetro da pupila de entrada aumente na mesma taxa que a distância focal. Se você dobrar a distância focal, também deverá dobrar o diâmetro da pupila de entrada, que quadruplica a área do ep, para manter o mesmo número f.
O tamanho físico do diafragma é apenas parte do que determina a abertura máxima, expressa como um número f, de uma lente. A ampliação entre a frente da lente e a localização do diafragma também desempenha um papel. O número f de uma abertura é determinado pela razão da distância focal da lente dividida pelo diâmetro da pupila de entrada , geralmente chamada de abertura efetiva.
Em linguagem simples, o diâmetro da pupila de entrada é definido pela largura da abertura do diafragma quando vista pela frente da lente .
No seu exemplo, uma lente de 14 mm com um ângulo de visão de 114 ° possui uma pupila de entrada de 5 mm de largura em f / 2.8. Para DSLRs e até para a maioria das câmeras sem espelho, uma lente de 14mm é o que é chamado de design de retrofoco. É mais ou menos o equivalente a uma lente telefoto virada para trás. Portanto, a 'ampliação' entre o diafragma de abertura e a frente da lente é negativa. Ou seja, a pupila de entrada parece menor que o tamanho real do diafragma físico! Por outro lado, uma lente de 90 mm com um ângulo de visão de 27 ° requer uma pupila de entrada de 32 mm de diâmetro para f / 2.8. Essa área é 6.4X mais ampla, ou 41X mais que a pupila de entrada de 5mm da lente de 14mm em f / 2.8.
Quando as lentes de zoom de abertura constante são movidas para alterar a distância focal, a ampliação entre a frente da lente e o diafragma é o que normalmente muda, e não o tamanho físico do diafragma. Essa mudança na ampliação é o que permite à pupila de entrada parecer maior em distâncias focais mais longas e menor em distâncias focais mais curtas para o mesmo diafragma físico. Uma lente 70-200mm f / 2.8 tem uma pupila de entrada com 25mm de diâmetro a 70mm ef / 2.8. A 200mm, a pupila de entrada em f / 2.8 tem um pouco mais de 71mm de largura. O diafragma físico real é do mesmo tamanho nos dois casos. O que mudou é a quantidade de ampliação entre o conjunto do diafragma e a frente da lente.
Observe que esse mesmo princípio geralmente também está em jogo com as lentes de zoom de abertura variável. Pegue, por exemplo, uma lente zoom 18-300mm f / 3.5-5.6. Aos 18mm, a pupila de entrada para f / 3.5 tem aproximadamente 5.14mm de largura. A 300mm, a pupila de entrada para f / 5.6 é mais de dez vezes a 53.6mm de largura. Observe que a maioria das lentes com zoom máximo de 300 mm e f / 5.6 possui elementos frontais ligeiramente maiores que 54 mm de diâmetro. O tamanho necessário da pupila de entrada é o motivo! Se a pupila de entrada em 300 mm ainda tivesse 5,14 mm de largura, como está em 18 mm ef / 3,5, a abertura máxima em 300 mm seria f / 58!
Então, por que nem todas as lentes de zoom usam ampliação suficiente para permanecer com abertura constante em toda a faixa de zoom? Principalmente o custo associado ao tamanho, peso e complexidade adicionais necessários para produzir uma lente de abertura constante.
