光圈值详解
一.光圈数值是怎么来的？
1、光圈数值是什么？
为啥光圈的数值都这么怪，什么1.4、2、2.8、4、5.6、8啥的，看上去既没有规律，还有很多都是小数，直接用1、2、4、8这种整数来表达多好啊。在研究之后，终于发现了光圈数值的来源。
首先，每一支镜头都有最大光圈，我们把镜头允许的最大光圈定义为一个大圆，然后把实际使用的光圈定义为一个小圆。那么大圆就是标准，它的直径是最大的，定义为单位1。
当我们调节光圈时，也就是调节小圆的面积，如果我要将小圆的面积调整为大圆的一半，那么小圆的直径是多少呢？而小圆直径的倒数其实就是光圈数值。因此，光圈的数值就成了一个计算题。我们只要能找到表示小圆直径的公式，也就搞懂了光圈数值的来源。
在搞明白了光圈数值其实就是小圆的直径的倒数之后，我们再来看看这个小圆的直径是如何计算的。
2、光圈数值的计算方法
我们接下来用数学方式，在大圆这个镜头壳里调节小圆这个光圈。我们先来计算大圆的这个最大光圈的通光量，即它的面积；
设大圆半径为r1：大圆的面积=πr1^2
摄小圆的半径为r2：小圆的面积=πr2^2
现在我们假定大圆面积是小圆面积的任意n倍，其公式比值如下：
对上式进行精简去π则上式变为：
已知大圆的直径为单位1，即它的半径r1的值等于1/2，把此数值代入后上式变为：
请记住：这里的r2是指小圆的半径，而n的意思则是小圆的面积相对于大圆面积的n分之一（也可以说是大圆面积为小圆面积的n倍）
把上面的式子再进定步分析，我们发现了更加精彩的结论：
当分析到这一步以后，接下来的分析过程就极为简单了。
当我们要求照相机的光圈是最大单位光圈的一半时，也就是我们要求进光量比最大的理论值小一半，也就是要让这里的小圆面积是大圆面积的二分之一时，小圆的直径是多少呢？
根据上面的公式：
我们知道这里的“二分之一”即意味着n=2
则可计算出小圆直径≈1/1.4
如果我们继续要上面这行所说的“二分之一”的一半即最大光圈的“1/4”呢？
小圆直径=1/2
如果我们要让小圆面积再等于上一行的二分之一呢？
答案是1/2.8
要想再等于上一行的二分之一呢？
答案是1/4
要想再等于上一行的二分之一呢？
答案是1/5.6
要想再等于上一行的二分之一呢？
答案是1/8
……
好好想想，上面这些数字是不是看着很眼熟呢？
我们在之前曾经说过这样一段话“最常见的单反照相机的光圈有以下数值”：
1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22…
原来，我们在照像机镜头上看到的光圈F值居然是理论最大光圈相对于实际使用光圈的倍数的开平方值,也就是小圆相对直径的倒数！即：
再解释得通俗一点：光圈F值是理论上最大光圈面积与实际所使用的光圈面积的比值，再开平方！
比如，假设你这次给漂亮MM照照片时实际使用的光圈是最大理论光圈的四分之一，即n=4，那么这时F值的大小应该是多少呢？下面来计算：
根据公式：
我们又知道n=4，那么F值就是对4开平方，答案是2，标准写法是F2。
这样我们就明白了这些诡异的光圈数值的来源了吧？
有些摄友看到这里可能就会说了，我知道这些没啥意义啊？说实话，对于摄影来讲确实没啥意义，但却解决了很多摄友心中的一个疑问。
真要说对于摄影的意义，其实还是有那么一点的，那就是对于整挡光圈概念的理解。
3、光圈值和焦距有什么关系？
在理论上，光圈值又是用焦距及口径计算出来的：
光圈在这里又称：相对孔径 F
景物通过镜头在焦点上成像的亮度：
1、取决于输入光线的镜头口径。镜头口径大的，通过光量大，成象明亮。如果在暗处摄影，用口径大的镜头拍照，仅需少量的光即可。
2、另外，不管你镜头口径做得多大，如果焦距长，镜头离焦平面远，焦平面就变暗。
因此，镜头的口径、焦距都会影响成象亮度。
为使用统一，这时就引入了一个参数：相对孔径 F，这样就将焦距、口径对光的影响合并到这一个参数里了。
镜头的相对口径用F表示，它们之间的关系为：
f为焦距，D为镜头的有效口径
有了相对口径的概念，可知：任何相机相对口径F相等，焦平面的亮度也相等（也就是说通光的能力是相等的）。