Como é que a distância focal afecta a abertura?

Comprimento focal e abertura são duas quantidades separadas. A distância focal é uma medida da distância do plano principal até ao ponto focal.

Apertura é uma medida do diâmetro da pupila de entrada.

Para manter as coisas simples, vamos usar uma única lente fina como exemplo.

Comprimento focal é a distância da lente até ao ponto focal.

Apertura é o diâmetro da lente.

Mudar uma não altera a outra.

A relação distância focal/diâmetro dá-lhe o F/# da lente. Esta é uma relação muito comum e útil que basicamente lhe dá o ângulo do cone de luz no foco.

Meio ângulo = arcsin(NA)

Onde NA = 1/(2F/#)

e NA = Abertura Numérica.

Se mantiver a distância focal (f) fixa mas aumentar a abertura (D), o seu F/# fica menor. Você deixa entrar mais luz através da lente e o ângulo do cone de luz no foco aumenta.

Tipicamente, as aberrações de uma lente aumentam com F/#^2 ou mais e também aumentam com o campo de visão. É por isso que as lentes rápidas são mais caras do que as lentas. (Rápido significa F/# menor).