Número f (óptica)

En óptica, la abertura de una lente puede expresarse en términos absolutos como el diámetro D de la misma, o en relación a su longitud focal f, como la expresión D/f, también llamada apertura relativa. El número f es el recíproco de la apertura relativa.[1] Es la medida cuantitativa de la velocidad de la lente.[2]

De modo más concreto, es una cantidad adimensional N que resulta de dividir la longitud focal f por el diámetro de la pupila de entrada D de un sistema óptico cualquiera:

N=\frac{f}{D}

Un número f como N=16 suele notarse en la forma f/16.

Contenido

Notación

La interpretación literal de la notación f/N se obtiene si despejamos D en la fórmula anterior:

D=\frac{f}{N}

Así, f/16 (leído "efe dieciséis") se corresponde con un diámetro de pupila de entrada D, que resulta ser 16 veces menor que la longitud focal de la lente.

La pupila de entrada es proporcional al diámetro de apertura del sistema. Observamos que a mayor N (número f), menor abertura, pues aumenta el denominador en la expresión de D.

Número f en fotografía

Diagrama de aberturas decrecientes, correspondientes a la escala estándar de números f crecientes, en incrementos de un paso. Cada abertura de esta serie abarca la mitad del área que la que le precede.

En una cámara fotográfica, la anterior abertura se corresponde usualmente con la abertura del diafragma, la cual puede ser ajustada en pasos discretos para variar el tamaño de la pupila y por lo tanto la cantidad de luz que alcanza el filme o el sensor.

Escalas de números f

Si ajustamos los pasos de modo que cada valor represente la mitad de intensidad luminosa que el precedente, deberemos dividir el área de la pupila de entrada entre 2, y su diámetro entre \sqrt 2. Obtendremos de este modo una sucesión llamada escala estándar de números f, formada por aproximaciones de los términos de la progresión geométrica de las potencias de 1 / \sqrt (2^n): 0 ≤ n < ∞

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, etc.

En cámaras modernas podemos encontrar también escalas que avanzan según una fracción de paso (1/2, 1/3 o incluso 1/8 de paso):

Escala de medio paso
# 1.0 1.2 1.4 1.7 2 2.4 2.8 3.3 4 4.8 5.6 6.7 8 9.5 11 13 16 19 22
Escala de 1/3 de paso
# 1.0 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 3.3 3.5 4 4.5 5.0 5.6 6.3 7.1 8 9 10 11 13 14 16 18 20 22

Luminosidad de una lente

Canon 85mm f/1.8 mostrando su gran abertura máxima.

La luminosidad de una lente viene dada por su mínimo número f, que se corresponde con su máxima abertura y de la luz que deja pasar en el periodo de tiempo que el obturador está abierto. De una lente de gran abertura máxima decimos que es una lente luminosa, pues permite usar unas velocidades de obturación más rápidas. Los fabricantes indican este dato en la montura de los objetivos.

Así, podemos decir que una lente es más luminosa que otra. Por ejemplo, una lente con abertura máxima de f/3.5 es más luminosa que otra con una abertura de f/5.6, aunque ninguna de ellas sea especialmente rápida. Una lente con abertura máxima de f/1.8 es más oscura que otra con una abertura de f/1.2, aunque ambas pueden clasificarse como lentes luminosas.

Números f, relación de luces y pasos

La relación que guardan dos números f y las exposiciones correspondientes son:

En relación de luces (m):
{f_2 \over f_1} = \sqrt m \qquad m = \bigg({f_2 \over f_1}\bigg)^2
En pasos (n):
{f_2 \over f_1} = 2^{n \over 2} \qquad n=2*log_2\bigg({f_2 \over f_1}\bigg) = 6.64*log\bigg({f_2 \over f_1}\bigg)


Lo cual significa por ejemplo, que si medimos dos diafragmas, uno que vale 1.1 y el otro 2.5 la diferencia de exposición que guardan esos dos tonos serán:

{2.5\over1.1}=\sqrt m

La relación de luces (m) es de 5.16:1. El número de pasos (n) será de 2,37 pasos (dos pasos y un tercio).

Referencias

  1. Alan H. Cromer. Física en la ciencia y en la industria. Reverté, 2001. ISBN 84-291-4156-1 (pg.480)
  2. John W. Jewett, Raymond A. Serway. Física para ciencias e ingenierias- volumen II. Cengage Learning Editores, 2006 ISBN 970-686-425-3 (pg 450)

Enlaces externos

Véase también


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