Qual è la più piccola apertura che una macchina fotografica può avere?

Ha risposto in modo originale: Qual è la più piccola apertura che una macchina fotografica può avere?

Questa domanda può essere interpretata in troppi modi per essere sicuri che la risposta sia quella che stai cercando. All'inizio interpretiamo la domanda letteralmente. Puoi fare un'apertura piccola come una lunghezza d'onda della luce, ma hai ancora una macchina fotografica?

A causa della diffrazione, non avrai alcuna immagine. Tutta la luce sarà diffusa su tutto l'interno della macchina fotografica. Ora, supponendo di avere un sensore full frame di 4000 pixel orizzontali effettivi, qual è la più piccola apertura che si può usare senza essere limitati dalla diffrazione?

In base a questo, la dimensione minima dell'apertura è 1/17,5 volte la lunghezza focale. Chiaramente, andare ad un'apertura più piccola di f/17.5 sarà controproducente a causa della diffrazione (criterio di Rayleigh). Infatti, per far corrispondere la dimensione del punto di diffrazione alla dimensione del pixel, f/8 potrebbe essere una dimensione di apertura più realistica prima che le perdite di diffrazione alla risoluzione spaziale dominino. D'altra parte, pochissime lenti sono limitate dalla diffrazione, e varie altre aberrazioni significherebbero che si potrebbe andare a un'apertura più piccola di f/8. La più piccola apertura in questo senso che ho visto su una vecchia fotocamera era f/128. Non chiedetemi di identificare su quale macchina fotografica l'ho vista. Apparteneva a un tecnico fotografico della Pratt & Whitney Aircraft nel 1977, e proprio non lo ricordo.

Se la domanda è sulla linea di ciò che è il "più piccolo numero f" che può essere prodotto, la gente ha già indicato il meraviglioso obiettivo f/0.7 Carl Zeiss.

Da un punto di vista teorico, se si può usare un materiale con un indice di rifrazione di 4, una lente di forma emisferica potrebbe mettere a fuoco la propria superficie posteriore. Ora bisogna determinare quale sia il piano principale della lente, ma ciò significherebbe che la lente nel peggiore dei casi sarebbe f/0.5 e possibilmente più veloce, anche se soffrirebbe di aberrazioni sferiche e cromatiche che dovrebbero essere corrette ritrasmettendo l'immagine attraverso lenti aggiuntive.

Sembra anche possibile usare lenti di Fresnel composte per ottenere una lente più veloce di f/0.5. Tuttavia, correggere l'obiettivo fino all'accuratezza del pixel può portare a rendimenti decrescenti. Quindi f/0.5 potrebbe essere tecnicamente possibile, potrebbe essere "troppo morbido" per essere utile.