La transmisión óptica extraordinaria ( EOT, por sus siglas en inglés) es el fenómeno de una transmisión de luz muy mejorada a través de una abertura de longitud de onda secundaria en una película metálica opaca por lo demás que ha sido modelada con una estructura periódica que se repite regularmente. Generalmente, cuando la luz de una cierta longitud de onda cae en una abertura de longitud de onda secundaria, se difracta isotrópicamente en todas las direcciones de manera uniforme, con una mínima transmisión de campo lejano . Esta es la comprensión de la teoría de la apertura clásica como la describe Bethe . [1] Sin embargo, en la EOT, la estructura que se repite regularmente permite que se produzca una eficiencia de transmisión mucho mayor, hasta varios órdenes de magnitud mayor que la predicha por la teoría clásica de la apertura. Se describió por primera vez en 1998. [2] [3]
Este fenómeno que se analizó completamente con un modelo de dispersión microscópica se atribuye en parte a la presencia de resonancias de plasmón de superficie [4] e interferencia constructiva . Un plasmón de superficie (SP) es una excitación colectiva de los electrones en la unión entre un conductor y un aislante y es una de una serie de interacciones entre la luz y una superficie metálica llamada Plasmonics .
Actualmente, hay evidencia experimental de EOT fuera del rango óptico. [5] Los enfoques analíticos también predicen EOT en placas perforadas con un modelo de conductor perfecto . [6] [7] [8] Los agujeros pueden emular de algún modo los plasmones en otras regiones del espectro electromagnético donde no existen. [9] [10] [11]Entonces, la contribución plasmónica es una peculiaridad muy particular de la resonancia EOT y no debe tomarse como la principal contribución al fenómeno. Un trabajo más reciente ha demostrado una fuerte contribución de la superposición de acoplamiento de ondas evanescentes , [12] lo que explica por quéla resonancia de plasmones de superficie mejora el efecto EOT en ambos lados de una película metálica a frecuencias ópticas, pero representa la transmisión de rango terahertz.
Se han elaborado explicaciones analíticas simples de este fenómeno, enfatizando la similitud entre matrices de partículas y matrices de agujeros, y estableciendo que el fenómeno está dominado por la difracción . [13] [14] [15]
Aplicaciones [ editar ]
Se espera que EOT juegue un papel importante en la creación de componentes de circuitos fotónicos eficientes (PIC). Los circuitos integrados fotónicos son análogos a los circuitos electrónicos, pero se basan en fotones en lugar de electrones.
Uno de los resultados más innovadores vinculados a EOT es la posibilidad de implementar un metamaterial parazurdos (LHM) simplemente apilando arrays de orificios. [dieciséis]
Otra de las principales áreas de investigación es la detección química y biológica basada en EOT (por ejemplo, mejorar la detección de anticuerpos basada en ELISA). [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] Al igual que en un sensor de resonancia de plasmón de superficie tradicional , la eficiencia EOT varía con la longitud de onda de la luz incidente y el valor de el componente del vector de onda en el plano. Esto se puede explotar como un medio para transducir eventos de unión química midiendo un cambio en la constante dieléctrica local(debido a la unión de la especie objetivo) como un cambio en la ubicación espectral del pico EOT. EOT ofrece una ventaja clave sobre un sensor químico SPR de estilo Kretschmann, el de ser un dispositivo de escala inherentemente nanométrica y micrométrica; Por lo tanto, es particularmente susceptible de miniaturización.
El número f de un sistema óptico (como una lente de cámara ) es la relación entre la longitud focal del sistema y el diámetro de la pupila de entrada . [1] Es un número adimensional que es una medida cuantitativa de la velocidad de la lente y un concepto importante en la fotografía . También se conoce como relación focal , relación f , o f-stop . [2] Es el recíproco de la apertura relativa . [3] El número f se indica comúnmente usando unaEnganchó f con el formato f / N , donde N es el número f.
Notación [ editar ]
El número f n está dado por:
dónde es la distancia focal , yEs el diámetro de la pupila de entrada ( apertura efectiva ). Es habitual para escribir números f precedidos por f /, que forma una expresión matemática de diámetro de la pupila de entrada en términos de f y N . [1] Por ejemplo, si la longitud focal de una lente es de 10 mm y su diámetro de pupila de entrada es de 5 mm, el número f es 2, expresado escribiendo " f / 2", y el diámetro de apertura es igual a, dónde es la distancia focal
Al ignorar las diferencias en la eficiencia de transmisión de luz, una lente con un número f mayor proyecta imágenes más oscuras. El brillo de la imagen proyectada ( iluminancia ) en relación con el brillo de la escena en el campo de visión ( luminancia ) de la lente disminuye con el cuadrado del número f. Duplicar el número f disminuye el brillo relativo en un factor de cuatro. Para mantener la misma exposición fotográfica al duplicar el número f, el tiempo de exposición debería ser cuatro veces más largo.
La mayoría de las lentes tienen un diafragma ajustable , que cambia el tamaño del tope de apertura y, por lo tanto, el tamaño de la pupila de entrada. El diámetro de la pupila de entrada no es necesariamente igual al diámetro del tope de apertura, debido al efecto de aumento de los elementos de la lente delante de la apertura.
Una lente de longitud focal f / 4 de 100 mm tiene un diámetro de pupila de entrada de 25 mm. Una lente de longitud focal f / 4 de 200 mm tiene un diámetro de pupila de entrada de 50 mm. La pupila de entrada de la lente de 200 mm tiene cuatro veces el área de la pupila de entrada de la lente de 100 mm y, por lo tanto, recoge cuatro veces más luz de cada objeto en el campo de visión de la lente. Pero en comparación con la lente de 100 mm, la lente de 200 mm proyecta una imagen de cada objeto dos veces más alta y dos veces más ancha, cubriendo cuatro veces el área, por lo que ambas lentes producen la misma iluminancia en el plano focal cuando se graba una escena de un luminancia dada.
Paradas, convenciones f-stop y exposición [ editar ]
La palabra parar a veces es confusa debido a sus múltiples significados. Una parada puede ser un objeto físico: una parte opaca de un sistema óptico que bloquea ciertos rayos. La parada de apertura es la configuración de apertura que limita el brillo de la imagen al restringir el tamaño de la pupila de entrada, mientras que una parada de campo es una parada destinada a cortar la luz que estaría fuera del campo de visión deseado y podría causar destellos u otros problemas si no se detuvo
En fotografía, las paradas también son una unidad utilizada para cuantificar las relaciones de luz o exposición, con cada parada agregada que significa un factor de dos, y cada parada sustraída significa un factor de la mitad. La unidad de una sola parada también se conoce como unidad EV ( valor de exposición ). En una cámara, el ajuste de apertura se ajusta tradicionalmente en pasos discretos, conocidos como f-stops . Cada " parada " está marcada con su correspondiente número f, y representa una reducción a la mitad de la intensidad de la luz desde la parada anterior. Esto corresponde a una disminución de los diámetros de la pupila y de la abertura en un factor de o alrededor de 0.7071, y por lo tanto una mitad del área de la pupila.
La mayoría de las lentes modernas usan una escala f-stop estándar, que es una secuencia de números aproximadamente geométrica que corresponde a la secuencia de las potencias de la raíz cuadrada de 2 : 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. Cada elemento de la secuencia es una parada más baja que el elemento a su izquierda, y una parada más alta que el elemento a su derecha. Los valores de las relaciones se redondean a estos números convencionales particulares, para que sean más fáciles de recordar y escribir. La secuencia anterior se obtiene aproximando la siguiente secuencia geométrica exacta:
De la misma manera en que un f-stop corresponde a un factor de dos en la intensidad de la luz, las velocidades de obturación están dispuestas de modo que cada ajuste difiere en duración en un factor de aproximadamente dos de su vecino. Abrir una lente en una parada permite que caiga el doble de luz sobre la película en un período de tiempo determinado. Por lo tanto, para tener la misma exposición en esta apertura más grande que en la apertura anterior, el obturador se abriría la mitad del tiempo (es decir, el doble de la velocidad). La película responderá igualmente a estas cantidades iguales de luz, ya que tiene la propiedad de reciprocidad . Esto es menos cierto para exposiciones extremadamente largas o cortas, donde tenemos un error de reciprocidad. La apertura, la velocidad de obturación y la sensibilidad de la película están vinculadas: para obtener un brillo constante de la escena, duplicar el área de apertura (una parada), reducir a la mitad la velocidad de obturación (duplicar el tiempo abierto) o utilizar una película dos veces más sensible, tiene el mismo efecto en la pantalla. Imagen expuesta. Para todos los propósitos prácticos, no se requiere una precisión extrema (las velocidades del obturador mecánico eran notoriamente inexactas, ya que el desgaste y la lubricación variaban, sin efecto en la exposición). No es significativo que las áreas de apertura y las velocidades del obturador no varíen en un factor de precisamente dos.
Los fotógrafos a veces expresan otros índices de exposición en términos de 'paradas'. Ignorando las marcas de los números f, las paradas f hacen una escala logarítmica de intensidad de exposición. Dada esta interpretación, uno puede pensar en tomar medio paso a lo largo de esta escala, para hacer una diferencia de exposición de "media parada".
Paradas fraccionales [ editar ]
La mayoría de las cámaras del siglo XX tenían una apertura continuamente variable, usando un diafragma iris , con cada punto marcado. La apertura con clic de detención entró en uso común en la década de 1960; La escala de apertura usualmente tenía una detención de clic en cada parada completa y media.
En las cámaras modernas, especialmente cuando la apertura está ajustada en el cuerpo de la cámara, el número f a menudo se divide más finamente que los pasos de una parada. Pasos de la parada de un tercio ( 1 / 3 EV) son los más comunes, ya que esto coincide con el sistema ISO de velocidades de película . Los pasos de media parada se utilizan en algunas cámaras. Por lo general, se marcan las paradas completas y se hace clic en las posiciones intermedias. Como ejemplo, la apertura que es un tercio de parada menor que f /2.8 es f /3.2, dos tercios más pequeña es f /3.5, y una parada completa más pequeña es f / 4. Los siguientes f-stops en esta secuencia son:
- f /4.5, f / 5, f /5.6, f /6.3, f /7.1, f / 8, etc.
Para calcular los pasos en una parada completa (1 EV) uno podría usar
- 2 0 × 0.5 , 2 1 × 0.5 , 2 2 × 0.5 , 2 3 × 0.5 , 2 4 × 0.5 etc.
Los pasos de una parada de un medio ( 1 / 2 EV) serie serían
- 2 0/2 × 0.5 , 2 1/2 × 0.5 , 2 2/2 × 0.5 , 2 3/2 × 0.5 , 2 4/2 × 0.5 etc.
Los pasos de un tercio de parada ( 1 / 3 EV) serie serían
- 2 0/3 × 0.5 , 2 1/3 × 0.5 , 2 2/3 × 0.5 , 2 3/3 × 0.5 , 2 4/3 × 0.5 etc.
Al igual que en los estándares de velocidad de película DIN y ASA anteriores, la velocidad ISO se define solo en incrementos de un tercio, y las velocidades de obturación de las cámaras digitales generalmente se encuentran en la misma escala en segundos recíprocos. Una porción del rango ISO es la secuencia
- ... 16/13 °, 20/14 °, 25/15 °, 32/16 °, 40/17 °, 50/18 °, 64/19 °, 80/20 °, 100/21 °, 125 / 22 ° ...
mientras que las velocidades de obturación en segundos recíprocos tienen algunas diferencias convencionales en sus números ( 1 / 15 , 1 / 30 , y 1 / 60 segundo en lugar de 1 / 16 , 1 / 32 , y 1 / 64 ).
En la práctica, la apertura máxima de una lente a menudo no es una potencia integral de √ 2 (es decir, √ 2 a la potencia de un número entero), en cuyo caso suele ser una mitad o una tercera parada por encima o por debajo de una potencia integral de √ 2 .
Modernos lentes intercambiables controlados electrónicamente, tales como los utilizados para cámaras SLR, han de diafragma especificado internamente en 1 / 8 -stop incrementos, de modo de la cámara 1 / 3 -stop configuración se aproximan mediante la más cercana 1 / 8 - detener el ajuste en la lente.
Escala estándar de número f de parada completa [ editar ]
Números f convencionales y calculados, series completas:
| AV | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | dieciséis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| norte | 0.5 | 0.7 | 1.0 | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | dieciséis | 22 | 32 | 45 | 64 | 90 | 128 | 180 | 256 |
| calculado | 0.5 | 0.707… | 1.0 | 1.414… | 2.0 | 2.828… | 4.0 | 5.657… | 8.0 | 11.31… | 16.0 | 22.62 ... | 32.0 | 45.25 ... | 64.0 | 90.51… | 128.0 | 181.02… | 256.0 |
Escala típica de número f de media parada [ editar ]
| AV | −1 | −0.5 | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 5.5 | 6 | 6.5 | 7 | 7.5 | 8 | 8.5 | 9 | 9.5 | 10 | 10.5 | 11 | 11.5 | 12 | 12.5 | 13 | 13.5 | 14 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| norte | 0.7 | 0.8 | 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 | dieciséis | 19 | 22 | 27 | 32 | 38 | 45 | 54 | 64 | 76 | 90 | 107 | 128 |
Escala de número f típica de un tercio de parada [ editar ]
| AV | −1 | −0.7 | −0.3 | 0 | 0.3 | 0.7 | 1 | 1.3 | 1.7 | 2 | 2.3 | 2.7 | 3 | 3.3 | 3.7 | 4 | 4.3 | 4.7 | 5 | 5.3 | 5.7 | 6 | 6.3 | 6.7 | 7 | 7.3 | 7.7 | 8 | 8.3 | 8,7 | 9 | 9.3 | 9.7 | 10 | 10.3 | 10.7 | 11 | 11.3 | 11.7 | 12 | 12.3 | 12.7 | 13 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| norte | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2 | 2.2 | 2.5 | 2.8 | 3.2 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5.0 | 5.6 | 6.3 | 7.1 | 8 | 9 | 10 | 11 | 13 | 14 | dieciséis | 18 | 20 | 22 | 25 | 29 | 32 | 36 | 40 | 45 | 51 | 57 | 64 | 72 | 80 | 90 |
A veces se incluye el mismo número en varias escalas; por ejemplo, una abertura de f /1.2 puede usarse en un sistema de media parada [4] o de un tercio; [5] a veces f /1.3 y f /3.2 y otras diferencias se utilizan para la escala de parada de un tercio. [6]
Escala típica de número f de un cuarto de parada [ editar ]
| AV | 0 | 0.25 | 0.5 | 0.75 | 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.25 | 2.5 | 2,75 | 3 | 3,25 | 3.5 | 3.75 | 4 | 4.25 | 4.5 | 4.75 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| norte | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.7 | 1.8 | 2 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.1 | 3.3 | 3.7 | 4 | 4.4 | 4.8 | 5.2 | 5.6 |
| Minolta | 1,00 | 1.01 | 1.02 | 1.03 | 1.40 | 1.41 | 1.42 | 1.43 | 2.00 | 2.01 | 2.02 | 2.03 | 2.80 | 2.81 | 2.82 | 2.83 | 4.00 | 4.01 | 4.02 | 4.03 | 5.60 |
| AV | 5 | 5.25 | 5.5 | 5.75 | 6 | 6.25 | 6.5 | 6.75 | 7 | 7.25 | 7.5 | 7.75 | 8 | 8.25 | 8.5 | 8.75 | 9 | 9.25 | 9.5 | 9.75 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| norte | 5.6 | 6.2 | 6.7 | 7.3 | 8 | 8,7 | 9.5 | 10 | 11 | 12 | 14 | 15 | dieciséis | 17 | 19 | 21 | 22 | 25 | 27 | 29 | 32 |
| Minolta | 5.60 | 5.61 | 5.62 | 5.63 | 8.00 | 8.01 | 8.02 | 8.03 | 110 | 11 1 | 112 | 11 3 | 16 0 | 16 1 | 162 | 16 3 | 220 | 22 1 | 222 | 22 3 | 320 |
H-stop [ editar ]
Un tope en H (para el orificio, por convención escrito con mayúscula H) es un número f equivalente para la exposición efectiva según el área cubierta por los orificios en los discos de difusión o la apertura del tamiz que seencuentra en las lentes Rodenstock Imagon .
T-stop [ editar ]
Una parada en T (para paradas de transmisión, por convención escrita con mayúscula T) es un número f ajustado para tener en cuenta la eficiencia de transmisión de la luz ( transmitancia ). Una lente con un T-parada de N proyecta una imagen del mismo brillo que una lente ideal, con 100% de transmisión y un número f de N . La parada en T de una lente particular, T , se obtiene al dividir el número f por la raíz cuadrada de la transmitancia de esa lente:
Por ejemplo, una lente f /2.0 con una transmitancia del 75% tiene una parada en T de 2.3:
Dado que las lentes reales tienen transmitancias de menos del 100%, el número de parada en T de una lente siempre es mayor que su número f. [7]
Con un 8% de pérdida por superficie de vidrio de aire en lentes sin recubrimiento, el recubrimiento múltiple de lentes es la clave en el diseño de lentes para disminuir las pérdidas de transmitancia de lentes. Algunas revisiones de lentes miden la tasa de t-stop o de transmisión en sus puntos de referencia. [8] [9] Las paradas en T se usan a veces en lugar de los números f para determinar con mayor precisión la exposición, particularmente cuando se usan medidores de luz externos . [10] Las transmitancias de lentes de 60% a 95% son típicas. [11] Las paradas en T se usan a menudo en cinematografía, donde se ven muchas imágenes en rápida sucesión e incluso se notan pequeños cambios en la exposición. Las lentes de las cámaras de cine suelen calibrarse en T-stops en lugar de f-números. [10]En la fotografía fija, sin la necesidad de una consistencia rigurosa de todas las lentes y cámaras utilizadas, las pequeñas diferencias en la exposición son menos importantes; sin embargo, los topes en T todavía se usan en algunos tipos de lentes de propósito especial, como las lentes Smooth Trans Focus de Minolta y Sony .
Regla de Sunny 16 [ editar ]
Un ejemplo del uso de los números f en la fotografía es la regla de los 16 soleados : se obtendrá una exposición aproximadamente correcta en un día soleado utilizando una apertura de f / 16 y la velocidad de obturación más cercana al recíproco de la velocidad ISO del película; por ejemplo, utilizando una película ISO 200, una abertura de f / 16 y una velocidad de obturación de 1 / 200 segunda. El número f puede entonces ajustarse hacia abajo para situaciones con poca luz. Seleccionar un número f más bajo es "abrir" la lente. Seleccionar un número f más alto es "cerrar" o "parar" el lente.
Efectos sobre la nitidez de la imagen [ editar ]
La profundidad de campo aumenta con el número f, como se ilustra en la imagen aquí. Esto significa que las fotografías tomadas con un número f bajo (gran apertura) tenderán a tener a los sujetos a una distancia de enfoque, con el resto de la imagen (elementos más cercanos y más alejados) fuera de foco. Esto se usa con frecuencia para la fotografía de la naturaleza y el retrato porque el desenfoque del fondo (la calidad estética conocida como ' bokeh ') puede ser estéticamente agradable y pone el foco del espectador en el sujeto principal en primer plano. La profundidad de campo de una imagen producida en un número f dado también depende de otros parámetros, incluida la distancia focal , la distancia del sujeto y el formatoDe la película o sensor utilizado para capturar la imagen. La profundidad de campo se puede describir según el ángulo de visión, la distancia del sujeto y el diámetro de la pupila de entrada (como en el método de von Rohr ). Como resultado, los formatos más pequeños tendrán un campo más profundo que los formatos más grandes en el mismo número f para la misma distancia de enfoque y el mismo ángulo de visión, ya que un formato más pequeño requiere una distancia focal más corta (lente de ángulo más amplio) para producir el mismo ángulo de vista, y la profundidad de campo aumenta con distancias focales más cortas. Por lo tanto, los efectos de profundidad de campo reducidos requerirán números f más pequeños (y, por lo tanto, ópticas potencialmente más difíciles o complejas) cuando se usan cámaras de formato pequeño que cuando se usan cámaras de formato más grande.
La nitidez de la imagen se relaciona con el número f a través de dos efectos ópticos diferentes: la aberración , debido al diseño imperfecto de la lente, y la difracción que se debe a la naturaleza ondulatoria de la luz. [12] El f-stop con desenfoque óptimo varía con el diseño de la lente. Para las lentes estándar modernas que tienen 6 o 7 elementos, la imagen más nítida a menudo se obtiene alrededor de f /5.6– f / 8, mientras que para las lentes estándar más antiguas que tienen solo 4 elementos ( fórmula de Tessar ) deteniéndose en f / 11 se obtendrá la imagen más nítida [ citación necesario ]. El mayor número de elementos en las lentes modernas le permite al diseñador compensar las aberraciones, lo que permite que las lentes ofrezcan mejores imágenes con números f más bajos. Incluso si se minimiza la aberración utilizando las mejores lentes, la difracción crea un poco de propagación de los rayos que causan el desenfoque. Para compensar eso, use el mayor diámetro de apertura de lente posible (no el número f / en sí).
La caída de luz también es sensible a f-stop. Muchas lentes de gran angular mostrarán una disminución significativa de la luz ( viñeteado ) en los bordes para aberturas grandes.
Los fotoperiodistas tienen un dicho, " f / 8 y estar allí ", lo que significa que estar en la escena es más importante que preocuparse por los detalles técnicos. Prácticamente, f / 8 permite una profundidad de campo adecuada y una velocidad de lente suficiente para una exposición de base decente en la mayoría de las situaciones de luz diurna. [13]
Ojo humano [ editar ]
Calcular el número f del ojo humano implica calcular la apertura física y la distancia focal del ojo. La pupila puede tener un ancho de 6 a 7 mm de ancho, lo que se traduce en la apertura física máxima.
El número f del ojo humano varía desde aproximadamente f /8.3 en un lugar muy iluminado hasta aproximadamente f /2.1 en la oscuridad. [14] Tenga en cuenta que calcular la distancia focal requiere que se tengan en cuenta las propiedades de refracción de la luz de los líquidos en el ojo. Si se trata el ojo como una cámara y lente llenas con aire ordinario, se obtiene una distancia focal diferente, lo que produce un número f incorrecto.
Las sustancias tóxicas y los venenos (como la atropina ) pueden reducir significativamente el rango de apertura. Los productos farmacéuticos como las gotas para los ojos también pueden causar efectos secundarios similares. La tropicamida y la fenilefrina se usan en medicina como midriáticos para dilatar las pupilas para el examen de la retina y la lente. Estos medicamentos surten efecto en aproximadamente 30 a 45 minutos después de la instilación y duran aproximadamente 8 horas. La atropina también se usa de tal manera, pero sus efectos pueden durar hasta 2 semanas, junto con el efecto midriático; produce cicloplegia(una condición en la cual la lente cristalina del ojo no puede acomodarse para enfocar objetos cercanos). Este efecto desaparece después de 8 horas. Otros medicamentos ofrecen el efecto contrario. La pilocarpina es una miótica (induce miosis); Puede hacer una pupila tan pequeña como 1 mm de diámetro dependiendo de la persona y sus características oculares. Estas gotas se usan en ciertos pacientes con glaucoma para prevenir los ataques agudos de glaucoma.
Relación focal en telescopios [ editar ]
En astronomía, el número f se conoce comúnmente como la relación focal (o proporción f ) notada como. Todavía se define como la distancia focal De un objetivo dividido por su diámetro.o por el diámetro de un tope de apertura en el sistema:
Aunque los principios de relación focal son siempre los mismos, la aplicación a la que se aplica el principio puede diferir. En fotografía,la relación focal varía la iluminancia del plano focal (o la potencia óptica por unidad de área en la imagen) y se utiliza para controlar variables como la profundidad de campo . Cuando se usa un telescopio óptico en astronomía, no hay problemas de profundidad de campo, y el brillo de las fuentes de puntos estelares en términos de potencia óptica total (no dividida por área) es una función del área de apertura absoluta, independiente de la distancia focal. La distancia focal controla el campo de visión del instrumento y la escala de la imagen que se presenta en el plano focal a un ocular , placa de película o CCD..
Por ejemplo, el telescopio SOAR de 4 metros tiene un pequeño campo de visión (~ f / 16) que es útil para los estudios estelares. El telescopio LSST de 8,4 m, que cubrirá todo el cielo cada tres días tiene un campo de visión muy grande. Su corta distancia focal de 10.3 m ( f / 1.2) es posible gracias a un sistema de corrección de errores que incluye espejos secundarios y terciarios, un sistema refractivo de tres elementos y un montaje activo y óptica. [15]
Trabajando número f [ editar ]
El número f describe con precisión la capacidad de captación de luz de una lente solo para objetos a una distancia infinita. [16] Esta limitación generalmente se ignora en la fotografía, donde el número f se usa a menudo independientemente de la distancia al objeto. En el diseño óptico , a menudo se necesita una alternativa para los sistemas en los que el objeto no está lejos de la lente. En estos casos se utiliza el número f de trabajo . El número f de trabajo N w está dado por: [16]
- ,
donde N es el número-f no corregida, NA i es la imagen-espacio apertura numérica de la lente,es el valor absoluto de la ampliación de la lente para un objeto a una distancia determinada, y P es la ampliación de la pupila . Dado que rara vez se conoce el aumento de la pupila, a menudo se supone que es 1, que es el valor correcto para todas las lentes simétricas.
En fotografía, esto significa que a medida que uno se acerca, la apertura efectiva de la lente se vuelve más pequeña, lo que hace que la exposición sea más oscura. El número f activo se describe a menudo en la fotografía como el número f corregido para extensiones de lentes por un factor de fuelle . Esto es de particular importancia en la fotografía macro .
Historia [ editar ]
El sistema de números f para especificar aperturas relativas evolucionó a finales del siglo XIX, en competencia con varios otros sistemas de notación de apertura.
Orígenes de apertura relativa [ editar ]
En 1867, Sutton y Dawson definieron la "relación apertal" como la recíproca del número f moderno. En la siguiente cita, una "relación de apertal" de " 1 / 24 " se calcula como la relación de 6 pulgadas (150 mm) a 1 / 4 de pulgada (6,4 mm), que corresponde a una f / 24 f-stop:
Aunque todavía no tenía acceso a la teoría de las paradas y los alumnos de Ernst Abbe , [19] que Siegfried Czapski puso a disposición de todos en 1893, [20] Dallmeyer sabía que su apertura de trabajo no era lo mismo que el diámetro físico de la parada de apertura:
Czapski enfatizó aún más este punto en 1893. [20] Según una revisión en inglés de su libro, en 1894, "la necesidad de distinguir claramente entre la apertura efectiva y el diámetro de la parada física es fuertemente insistida". [21]
El hijo de JH Dallmeyer, Thomas Rudolphus Dallmeyer , inventor del teleobjetivo, siguió la terminología de la relación de intensidad en 1899. [22]
Sistemas de apertura de numeración [ editar ]
Al mismo tiempo, hubo varios sistemas de numeración de apertura diseñados con el objetivo de hacer que los tiempos de exposición varíen en proporción directa o inversa con la apertura, en lugar de con el cuadrado del número f o el cuadrado inverso de la relación o intensidad apertal proporción. Pero todos estos sistemas implicaban una constante arbitraria, en oposición a la simple proporción de longitud focal y diámetro.
Por ejemplo, el Sistema Uniforme (US) de aperturas fue adoptado como estándar por la Sociedad Fotográfica de Gran Bretaña en la década de 1880. Bothamley en 1891 dijo: "Las paradas de todos los mejores fabricantes ahora están organizadas de acuerdo con este sistema". [23]US 16 es la misma apertura que f / 16, pero las aperturas que son más grandes o más pequeñas en una parada completa utilizan la duplicación o la reducción a la mitad del número de EE. UU., Por ejemplo, f / 11 es US 8 y f / 8 es US 4. El tiempo de exposición requerido es directamente proporcional al número de EE.UU. Eastman Kodak utilizó paradas en EE. UU. En muchas de sus cámaras al menos en la década de 1920.
En 1895, Hodges contradice a Bothamley, diciendo que el sistema f-number se ha hecho cargo: "Esto se llama sistema f / x , y los diafragmas de todas las lentes modernas de buena construcción están tan marcados". [24]
Aquí está la situación como se vio en 1899:
Piper en 1901 [25] discute cinco sistemas diferentes de marcado de apertura: los sistemas Zeiss antiguos y nuevos basados en la intensidad real (proporcional al cuadrado recíproco del número f); y los sistemas de EE. UU., CI y Dallmeyer basados en la exposición (proporcional al cuadrado del número f). Llama al número f el "número de relación", "número de relación de apertura" y "apertura de relación". Llama a expresiones como f / 8 el "diámetro fraccional" de la abertura, aunque literalmente es igual al "diámetro absoluto" que él distingue como un término diferente. También a veces usa expresiones como "una abertura de f 8" sin la división indicada por la barra.
Beck y Andrews en 1902 hablan sobre el estándar de la Royal Photographic Society de f / 4, f /5.6, f / 8, f /11.3, etc. [26] El RPS cambió su nombre y se mudó del sistema de los EE. UU. 1895 y 1902.
Estandarización tipográfica [ editar ]
En 1920, el término número f apareció en los libros tanto como el número F y f / número . En las publicaciones modernas, las formas f-number y f number son más comunes, aunque las formas anteriores y F-numberaún se encuentran en algunos libros; no es raro que la minúscula inicial fen f-number o f / number esté configurada en cursiva en forma de enganche: f , o f . [27]
Las notaciones para los números f también fueron bastante variables en la primera parte del siglo veinte. A veces se escribían con una F mayúscula, [28] a veces con un punto (punto) en lugar de una barra, [29] y, a veces, se establece como una fracción vertical. [30]
La norma ASA de 1961 PH2.12-1961 Medidores de exposición fotográfica de uso general estándar estadounidense (tipo fotoeléctrico)especifica que "El símbolo para aberturas relativas debe ser f / o f : seguido del número f efectivo ". Tenga en cuenta que muestran la cursiva f enganchada no solo en el símbolo, sino también en el término f-number, que en la actualidad es más común en una cara ordinaria sin cursiva.
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