F-ratio

[Marc Dix]

De F-ratio van een telescoop of camera is de verhouding tussen brandpuntsafstand en de diameter van het objectief.

F-ratio = Brandpuntsafstand / Objectiefdiameter

Een van de meest elementaire principes van ruimtefotografie is, dat de helderheid van de afbeelding op de sensor van de camera afhankelijk is van de F-ratio. Waarom is dit zo?

De objectiefdiameter bepaalt hoeveel licht er gevangen wordt, een groot objectief vangt uiteraard meer licht dan een kleiner.
De brandpuntsafstand bepaalt hoeveel het licht uitgespreid wordt over de sensor van bijvoorbeeld je DSLR.
Als je dus veel licht vangt en niet veel verspreidt door een kleinere brandpuntsafstand dan heb je een lage F-ratio en een heldere afbeelding.

Relatieve verandering in helderheid = (oude F-ratio / nieuw F-ratio)²
Bijvoorbeeld:
Telescoop 1 (oud) heeft een F-ratio van 10
Telescoop 2 (nieuw) heeft een F-ratio van 7.5
Relatieve verandering in helderheid = (10 / 7,5)² = 1,8 keer meer licht.

Sluitertijd bij de nieuwe F-ratio = Sluitertijd bij oude F-ratio * (nieuwe F-ratio / oude F-ratio)²
Bijvoorbeeld:
Telescoop 1 (oud) heeft een F-ratio van 10, stel sluitertijd is 30 seconden
Telescoop 2 (nieuw) heeft een F-ratio van 7.5
Sluitertijd bij de nieuwe F-ratio = 30 * (7,5 / 10)² = 16,9 seconden

Waarom hebben niet alle lenzen een lage F-ratio, bijvoorbeeld f/1?
De lenzen die hiervoor gemaakt zouden moeten worden, worden te zwaar en zijn te kostbaar.
Niet geheel onbelangrijk, spiegels zijn (in principe) parabolisch geslepen. Daardoor geeft bijvoorbeeld een Newton telescoop een perfecte afbeelding in het centrum van het veld. Hoe verder je van het centrum afgaat hoe meer last je krijgt van coma (zie onderwerp Coma).