El Número F, La Apertura Máxima de un Objetivo y su Diámetro

Hace unos días, un amigo que lleva tiempo muy interesado en esto de la fotografía y tratando de aprender y aprender, me preguntaba qué sentido tenía comprar objetivos con diámetros de lentes grandes si a la hora de comprar accesorios como, por ejemplo, filtros, el gasto se disparaba, al necesitar mayor superficie de material para construirlos.

Yo le dije que este mayor tamaño estaba relacionado con la mayor apertura máxima de estos objetivos y con el denominado número f. Y que para ofrecer aperturas máximas superiores, los objetivos tenían que contar con diámetros de lentes mucho mayores. Pero él me rebatía por qué no era posible contar con objetivos que ofreciesen grandes aperturas máximas, pero con diámetros de lente reducidos. Como le prometí, he creído oportuno escribir un artículo al respecto para todos aquellos que os pueda generar dudas y, también, para entender el origen del número f.

¿Qué Es Eso del Número F?

En el artículo El Misterioso Significado del Número F ya te contamos hace mucho tiempo algunas características de este famoso número fotográfico. ¿Lo recuerdas?

Como vimos en ese artículo, que te recomiendo revisar, el número f nos ofrece una referencia sobre el tamaño de la abertura o apertura del diafragma. Caracterizándose estos números por que un mayor número f representa una menor abertura y al contrario.

Estos números se caracterizan también por no ir de uno en uno, sino de 1.4 en 1.4 (la raíz cuadrada de 2). Así, solemos hablar de f/1, f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, etc. Aunque también existen medios y tercios de paso que permiten manejar valores intermedios entre éstos.

También, por supuesto, al estar relacionado con la apertura, como sabes, origina cambios en:

Hasta aquí, más o menos, todo lo que muchos sabemos sobre el número f. Veamos ahora qué significa exactamente una apertura de f/4 y de dónde sale ese número, para a continuación, poder relacionarlo con el diámetro de nuestro objetivo.

El Número F Mide La Relación Entre la Distancia Focal y El Diámetro de la Abertura Del Diafragma

Con todo lo anterior claro es más que suficiente para manejarte sin problemas y saber cómo variar este parámetro en tus fotografías, pero iremos un paso más adelante y veremos de dónde sale. De este modo, además encontraremos justificación a todo lo anterior.

El número f representa la relación entre la distancial focal y el diámetro de la abertura del diafragma (Ø). Hablamos así de f/1 cuando el diámetro del diafragma es igual a la distancia focal. Si tenemos una apertura de f/2, entonces el diámetro es la mitad de la distancia focal, o bien la distancia focal es el doble que el diámetro de la abertura.

fuente Pixabay

Como sabes, la superficie de un círculo está relacionada con el cuadrado del radio de éste y, por tanto, con el cuadrado de su diámetro: Πr² = Π(Ø/2)². Teniendo esto en cuenta, es fácil entender que para subir o bajar un paso la exposición de nuestra fotografías nos movamos de 1.4 en 1.4 y no de 2 en 2, ya que esto último supondría multiplicar por 4 la superficie del diafragma.

Un círculo con un diámetro 1.4 veces mayor que otro dado presenta una superficie con el doble de tamaño que éste, por eso hablamos de f, f/1.4, f/2, etc.

Un Ejemplo Para Clarificar La Relación Y Sus Implicaciones

Para evitar cualquier tipo de duda, presentaremos las características que ofrece un objetivo clásico: el 50mm. Se muestran a continuación las dimensiones del diámetro del diafragma asociados a cada apertura:

  • f/1 ofrece un diafragma con un diámetro de 50mm 
  • f/2 ofrece un diafragma con un diámetro de 25mm
  • f/4 ofrece un diafragma con un diámetro de 12.5mm
  • f/8 ofree un diafragma con un diámetro de 6.25mm

Si calculamos la superficie del diafragma asociado a cada apertura obtenemos lo siguiente:

  • f/1 presenta una superficie de diafragma de 1962.5 mm²
  • f/2 presenta una superficie de diafragma de 490.6 mm²
  • f/4 presenta una superficie de diafragma de 122.7 mm²
  • f/8 presenta una superficie de diafragma de 30.9 mm²

Como decíamos antes, si vemos la relación que existe en la superficie del diafragma en f/2 (490.6 mm²) y en f/4 (122.7 mm²) podemos observar como no es del doble, sino de cuatro veces más: 490.6 = 4 x 122.7.

Esto reafirma, como ya avanzábamos en el apartado anterior, y como sabrás si tienes cierto manejo de los valores de apertura, que para subir o bajar un paso a nivel de apertura de diafragma debemos movernos en incrementos de 1.4 y no del doble del número f.

El Diámetro Del Diafragma Supone Un Mínimo Para El Diámetro de la Lente

Teniendo esto en cuenta, imagina que en lugar de manejar un 50mm, estamos manejando un teleobjetivo 70-200mm. Y que tenemos la suerte de contar con un 70-200mm cuya apertura máxima es constante a f/2.8.

Si hacemos cuentas, para lograr f/2.8 con 200mm de focal, obtenemos que el diámetro del diafragma debe ser: Ø = 200mm/2.8 = 71.43mm.

Canon 70-200 f/2.8

El diafragma, como sabes, está dentro de la lente y marca un mínimo para el diámetro de la lente. Por este motivo, si buscas las dimensiones del diámetro del Canon 70-200mm f/2.8, o bien del Nikon 70-200mm f/2.8, observarás que presentan un diámetro de lente de 77mm, para poder llegar al diafragma necesario en 200mm.

De este modo se explica por qué los objetivos muy luminosos y con una distancia focal elevada se ven obligados a utilizar lentes de grandes superficies, aunque ello suponga un incremento de coste, pues los cristales que forman el objetivo son más caros al ser más grandes, y también los accesorios como filtros.

Ya Lo Sabes Todo Sobre El Número F, ¿O No?

Tras este artículo sobre el número f, creo que sabes todo lo necesario y conoces la relación que existe entre focal, apertura de diafragma, número f, e incluso diámetro de la lente. Aunque, como hemos visto, este último valor no está directamente relacionado, pero sí tiene un mínimo que a efectos de construcción no puede franquearse.

¿Crees que me dejo algo para redondear este artículo que, como te decía al principio, surgió para dar respuesta a la duda de mi amigo Rubén? Pues no lo dudes y ¡coméntalo! El objeto es dejar meridianamente claro el concepto para seguir afianzando buenos pilares sobre los que seguir creciendo en este mundo de la fotografía. ¡Hasta la próxima!

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Comentarios

  1. konkavo dice:

    Bien, Javier. Has contado cómo se calcula el número f pero no su significado final. Para denominar un objetivo solemos decir, como en tu ejemplo, tengo un 200mm f2.8. ¿Por qué no decimos, tengo un 200mm con 71mm de diámetro?
    Decir que tengo un objetivo 200mm no aporta información de su capacidad de captar luz. Decir que tengo un objetivo f2.8 no aporta información de su focal. Si digo que tengo un 200mm f2.8 doy ambas informaciones, pero también las doy si digo que tengo un 200mm con 71mm de lente. Lanzo la pregunta ¿por qué el número f?

    • Konkavo, quizás no entiendo tu duda. Pero intentare contestar.
      El número f no es más que una medida adimensional que determina una relación entre la distancia focal de un objetivo y el diámetro del diafragma.

      Un f pequeño, tipo f2.8, en realidad es f/2.8 y lo que significa es que la distancia focal es 2.8 veces superior al diámetro del diafragma. Es más fácil hablar de f2.8, que de 71mm. Y también lo es calcular los pasos de luz de distancia que existe entre un f2.8 y un f5.6 (2 pasos).

      En resumen, se habla de número f por facilidad para recordarlo y tener referencias más sencillas entre distintas aperturas.

      ¿Resuelve esto vuestra duda?

      Ciao

      • konkavo dice:

        Gracias Javier por contestar. Yo tan solo quería decir con mi comentario que en tu artículo habías descrito cómo se calcula el número f pero no su sentido o significado final.
        Según mi modesta opinión, sacada de lecturas y de oidas, el número f se creó para definir con un solo dato la luminosidad de una lente u objetivo.
        La luminosidad de una lente es la capacidad que tiene ésta para llevar luz a su plano focal, dónde suele estar situado el sensor o la película.
        Esa capacidad de llevar luz al sensor depende principalmente de dos cosas (dejando aparte calidades de vidrio, fabricaciones, etc). Esas dos cosas son: 1) el diámetro efectivo de la lente. Parece obvio que cuánto más diámetro tenga la lente más luz captará y enviará al sensor. Y 2) la distancia focal de la lente. Esto no es tan obvio de ver. Cuanta más focal tenga una lente menos luz llevará al sensor. Para verlo más o menos imaginad una parede blanca a la que apuntamos con un objetivo 100mm. Esa parede blanca está enviando luz a nuestra lente que ella recoge para el sensor. Si pasamos a un objetivo de 200mm estaremos cogiendo menos area de la pared y por tanto menos luz.
        Pues bien, ya tenemos los dos parámetros que afectan a la luminosidad de una lente: diámetro de la lente y distancia focal. En fotografía, la luminosidad de una lente, como todos sabéis es un parámetro muy importante para poder ajustar la exposición de una toma. El número f tiene la gracia de aunar en un único dato los dos parámetros que afectan a la luminosidad y por tanto tan solo con ese número podemos hablar de exposición tranquilamente independientemente de la lente que estemos usando.
        Si una escena requiere una exposición de 1/100 de velocidad y f/2.8 de apertura, esa exposición será independiente del objetivo que estemos usando. Valdrá tanto para un 24mm como para un 200mm, siempre que ambos estén a f/2.8.
        Vamos, que el origen del número f está en la necesidad de unificar la propiedad de luminosidad de los objetivos independizándolos de diámetros y focales.
        Siente la extensión del tema.
        Por cierto que lo del número T que menciona ‘soyeltroll’ es también muy interesante. No lo conocía, he mirado algo sobre él, y parece que se usa mucho en cine.

        • Hola konkavo,

          ahora veo por dónde ibas y te tienes razón (también “soyeltroll”) de que la importancia del número f es fundamentalmente independizarnos de focal y diámetro para pasar a hablar de un concepto comparable a efectos de entrada de luz aún hablando de objetivos con distancias focales diferentes.

          Gracias por tu comentario que, sin duda, ayuda a mejorar y complementar el artículo.

          Ciao

  2. soyeltroll dice:

    Muy bien konkavo, no se ha dicho claramente para que sirve, espero que cuando lo explique no se olvide del nº T

  3. Lazaro Gonzalez dice:

    El artículo es muy interesante.
    Analizando los conceptos llegó a la conclusión, corríjanme si estoy equivocado, que para ajustar correctamente la exposición de un disparo también podría modificar la focal; es decir, reducir la focal a la mitad es equivalente a subir un paso con el tiempo de exposición o subirlo con la apertura del diafragma; o incluso subiendo el ISO.

    Lógicamente esto no tiene mucho interés practico porque cambia sustancialmente el encuadre, pero si nos dice que frente a una captura con poca luz, podríamos optar por reducir la focal y luego hacer un recorte en el revelado. Estaríamos sacrificando resolución final pero reduciríamos ruido evitando el aumento de ISO.

    Saludos
    Lázaro González

    • Lazaro Gonzalez dice:

      Bueno, haciendo algún número, creo que hay un error en lo que comenté anteriormente. Para subir o bajar un paso en la exposición, la focal no la dividimos (o multiplicamos)por 2; sino por raíz de 2; es decir, funciona con el mismo factor que aplicamos al diámetro del diafragma.

      Saludos.

      • La modificación de la focal no afectará a la exposición si mantienes los valores de tiempo, diafragma e ISO. Otra cosa es que en función de la focal, el diámetro de apertura del diafragma varía para conseguir una apertura constante (entiendo que es a esto a lo que te refieres).

        Ciao

  4. fpginzo dice:

    Tengo una duda. ¿Distancia focal dividida por el número F de un lente es igual al diámetro máximo de dicho lente? Entiendo que si. Pero ¿existe alguna relación con la diagonal del sensor? Lo digo porque no sé si esta fórmula es aplicable a cámaras con sensores más pequeños que los Full Frame o los APS-C. Tengo una SONY DSC-WX300 3.5-6.5/4.3-86 mm con un sensor 1/2.3″ (6,17×4,55 mm con una diagonal de 7.7 mm), y si parto de la base que su F es 3.5 (su máxima abertura) cuando la distancia focal está en 4.3 mm (la mínima), el diámetro de su lente debería ser de 1,23 mm., y de 13,23 mm cuando es utilizada en su zoom máximo, todo lo cual parece no tener relación alguna con el tamaño del sensor. ¿Me lo puede explicar? Gracias anticipadas por su atención.

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