Светосила

СВЕТОСИЛА фотографического объектива (J) — отношение освещенности образуемого объективом изображения к яркости изображаемой поверхности:

J = E’ / B = c · (1 / k²) ,

где Е’ — освещенность изображения;
В — яркость изображаемой поверхности;
с — коэффициент пропорциональности;
1/k = d/fотносительное отверстие объектива.

Светосила является важнейшей технической характеристикой объектива, определяющей его предельные световые возможности.

Чем больше светосила, тем больше может быть скорость съемки при заданной яркости снимаемого предмета или тем меньше может быть яркость предмета при установленной выдержке.

Из формулы видно, что светосила объектива пропорциональна квадрату относительного отверстия и чтобы сравнить по светосиле два объектива, надо сравнивать не относительные отверстия 1 : k, а их квадраты 1 : . Так, объектив 1 : 2 светосильнее объектива 1 : 8 не в 4, а в 16 раз, так как:

J2 / J8 = (1/2)² : (1/8)² = 1/4 : 1/64 = 64/4 = 16.

Различают светосилу физическую и геометрическую. Мерой геометрической светосилы служит квадрат относительного отверстия 1 : без учета коэффициента пропускания объектива.

Физическая светосила измеряется квадратом эффективного относительного отверстия

1:n² = 1 : (k / √T ,

где т — коэффициент пропускания, или прозрачность объектива.

Фактически освещенность изображения зависит не только от относительного отверстия объектива и коэффициента пропускания, но и от масштаба съемки и удаленности изображения от центра поля.

Выражение светосилы с учетом указанных факторов имеет следующий вид:

J = T · (π · cos4 · ω) / (4 · k² · (1 + 1/m)² = (π · cos4 · ω) / (4 · n² · (1 + 1/m)² ,

где ω — угол между осью объектива и главным лучом пучка, изображающего рассматриваемую точку;
1/mмасштаб изображения.

Коэффициент пропускания зависит от конструкции объектива и для сложных конструкций с большим числом граничащих с воздухом непросветленных поверхностей линз доходит до 0,5 т.е. фактическая светосила в 2 раза меньше номинальной тогда как для простого однолинзового объектива коэффициент пропускания составляет 0,9.

К такому же коэффициенту пропускания приближаются просветленные объективы сложной конструкции.

Уменьшение светосилы объектива с углом поля изображения показано графически на рисунке внизу, где на горизонтальной оси отложены углы поля, а на вертикальной — освещенность на краю, сравнительная с освещенностью в центре поля.


Падение освещенности к краям поля изображения



При угле ω =30° освещенность падает до 0,56, а при угле ω =55° освещенность составляет только 1/10 освещенности центра поля.

Влияние масштаба съемки показывает таблица внизу, из которой видно, что освещенность уменьшается значительно только при макросъемке, т.е. при съемке в масштабе, близком 1:1. При обычных съемках уменьшение освещенности может не приниматься во внимание.

Масштаб изображения 1:∞ 1:100 1:50 1:25 1:10 1:5 1:2,5 1:1 2:1
Относительная освещенность 1 0,98 0,96 0,92 0,83 0,70 0,50 0,25 0,11

Связной

Комментарии

Есть 1 комментарий к "Светосила"

  1. Сферическая аберрация : Сайт о фотографии - Ср, 17 Ноя 2010 12:41 

    […] зоны пучка, но так как диафрагмирование уменьшает светосилу, то для устранения сферической аберрации прибегают к […]

Есть мнение о написанном в статье? Напишите свой комментарий!