镜头焦距增长时,光圈为何会变小?
许多摄影爱好者可能都注意到了,不少镜头在拉长焦距时,光圈也会随之变小。
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在变焦镜头上,长焦端的光圈总是会比广角端更小。同样,长焦镜头的常见光圈也普遍小于短焦镜头。
市面上当然也有恒定大光圈的镜头,但价格通常非常昂贵。
以佳能RF24-70mm F2.8 L IS USM镜头为例,其拥有恒定的F2.8大光圈,最新售价高达1.6万元人民币。

再来看佳能RF24-50mm F4.5-6.3 IS STM镜头,它在24mm焦段的最大光圈是F4.5,而当焦距拉长到50mm时,最大光圈就只剩下F6.3了。
这支镜头的最新售价为两千多元人民币。

那么,当镜头焦距变化时,光圈为何会随之改变呢?
光圈数值大小主要由两个因素决定:光圈孔径的物理大小,以及镜头的焦距。
光圈值 = 光圈孔径直径 ÷ 镜头焦距
要想在焦距变化时保持光圈值不变,就需要相应地调整光圈孔的尺寸。焦距拉长,孔径也得跟着变大;焦距缩短,孔径就必须缩小。
然而,孔径的调整范围是有限的。当孔径开到极限无法再增大时,焦距越长,光圈值就会变得越小。反之,焦距越短,光圈值就能变得越大。

光圈的计算
我们常见的光圈数值有F1.4、F2、F2.8、F4、F5.6、F8等。这些数值之间,每一档的进光量相差一倍,它们就是“光圈系数”。(请注意,光圈系数越小,表示光圈开口越大,进光量越多。)
光圈系数 = 镜头焦距 ÷ 光圈孔径直径
举例来说,如果一枚镜头的焦距是24mm,光圈系数为F2.8,那么其光圈孔径直径就是:24 ÷ 2.8 ≈ 8.57mm。
若要使进光量增加一倍,就需要将光圈孔径的面积变为原来的两倍。将光圈孔近似看作圆形,其直径就需要变为原来的√2倍:24 ÷ 2 = 12mm。计算一下,8.57 × √2 ≈ 12mm。所以,F2的进光量正好是F2.8的两倍。
除了这种整档变化,还有以1/3档为步进的光圈调节,可以满足更精细的曝光控制需求。
当你调节相机光圈时,从F5.6往往不会直接跳到F8,而是会依次经过F6.3、F7.1,最后再到F8。
本文转载自微信公众号:摄影研修社(ID:shoujiPhotography)
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