Olá,
Um amigo me perguntou sobre o que significa esse papo de F2.8, F4, em lentes, e o que isso na prática importa na astrofotografia? Eu não sabia explicar direito na época, mas aí no
Blog do Rodrigo Andolfato, achei um comentário dele que me deu uma direção. Após mais alguma pesquisa, acho que posso responder superficialmente a questão:
Quando temos um telescópio, a qualidade da imagem é relacionada diretamente à abertura, certo? Se a qualidade óptica é a mesma, a qualidade daquilo que vemos na ocular será maior, quão maior for o diâmetro da abertura do telescópio. E porquê? Porquê a área coletando fótons(luz) é maior, só por isso!
Se temos um newtoniano de 90mm de abertura, o raio da abertura é 45mm. Então a área de coleta de fótons(luz) A1 é igual a:
A1=π.r²
Substituindo temos:
A1=3,14x(45x45)=6358mm²
Se formos comparar com um newtoniano 150mm, de área A2:
A2=3,14x(75x75)=17662mm²
Então podemos dizer que o 150mm tem uma área maior que o 90mm. Mas quanto maior?
A2/A1=17762/6358=2,78
Ou seja, o 150mm coleta 278% mais fotons que o 90mm, na mesma unidade de tempo. Ou seja, para coletar a mesma quantidade de fótons que o 150 capta em 1 segundo, o 90 teria que ficar captando por quase 3 segundos!
Tá certo, mas e o que isso tem a ver com uma lente de câmera? E o tal do f?
Calma! Vejamos o seguinte. Esse f é a razão focal da lente. Tem o mesmo significado da razão focal dos telescópios. Quando compramos um telescópio, compramos tendo a informação da abertura, que é fixa. Quando compramos uma lente de câmera fotográfica, a geralmente a abertura NÃO é fixa: o que é fixa é a distância focal. Mesmo quando ajustamos a distância focal, podemos dizer que ela é fixa para efeitos da nossa discussão aqui...
Sabemos que:
f=C/D
f=razão focal
D=Diametro da abertura
C=Distância focal
E podemos dizer alternativamente:
C=fxD
E, também:
D=C/f
Daí tiramos o seguinte: que uma lente onde a distância focal C é fixa, se diminuimos f, aumentamos o diâmetro da abertura, e por consequência a área de coleta de fótons. Por isso que dizemos que a lente é mais rápida, porque num determinado intervalo de tempo, ela capta mais fótons, devido à uma área de coleta maior.
Então, uma lente 200mm f4 seria a mesma coisa que um pequeno telescópio 50mm f4. E uma lente 200mm 2.8 (meu sonho de consumo) seria a mesma coisa que um pequeno telescópio 70mm f2.8. E como sabemos, obviamente o telescópio 70mm é melhor que o de 50mm, só por ter uma abertura 40% maior, o que nos dá uma área pra coletar fótons 2x maior. Ou seja, capta a mesma quantidade de fótons na metade do tempo do f4!
Se chamarmos a relação de velocidade entre duas lentes "a" e "b" de V, podemos dizer que:
Vab=Ab/Aa => Vab=fb²/fa² (Demonstração omitida. É simples e chata).
Assim podemos dizer que a relação V entre uma lente f2.8 e uma f4 é:
V=4²/2,8²=2
Ou seja, a f2.8 é 2x mais rápida.
E qual a implicação direta disso? A grosso modo, para se ter a mesma qualidade de imagem, relacionada ao número de fótons captados, a f4 precisa de um tempo de exposição duas vezes maior que a lente f2.8.
E isso implica, por exemplo, que o que fazemos com uma lente f4 em 1 minuto, fazemos com a 2.8 em 30 segundos! E 30 segundos numa eq2 até dá sem sofrer tanto. Agora experimente 1 minuto numa eq2, hehehehe...
Bem, espero que eu tenha conseguido tirar as dúvidas do meu amigo.
Céus limpos a todos e até mais!