參考網址：

http://en.wikipedia.org/wiki/F-number

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A6%E6%AF%94 （焦比）

http://en.wikipedia.org/wiki/Lens_speed

鏡頭的光圈值

下面這張圖中，一排圓孔代表了相機鏡頭在某一光圈設定下的開孔大小，f/之後的數值，是我們的相機在不同光圈設定時，所看到的數值。無論是變焦鏡或是定焦鏡，都會有一個最大的光圈，以及最小的光圈設定值。暫時拋開符號的爭議，因為有時會看到F1.4等等的不同寫法，但原理上是一致的，即數值越大，開孔越小，進光量越少；數值越小，開孔越大，進光量越多，數值和進光量是成反比的狀況。

我想大家最關切的，是不同的鏡頭，它的光圈值一樣時，是否會得到相同的曝光效果。在外拍教學的場合，通常老師會給一個正確曝光的參考組合，即ISO200、光圈f/4、快門1/125的指令。一般狀況之下，雖然進光量會略受到鏡頭光學效果的影響，拍出來的相片應該大致上都是曝光正確的。簡單的說明是這樣的，以50mm和100mm的鏡頭來比較，同樣f/4的光圈設定，前者的開孔直徑為12.5mm，後者為25mm；後者的面積為前者的四倍，但因為後者鏡頭焦距較長，所看到的場景為前者的四分之一，因此，兩者的進光量在相同光圈下是一樣的。若有興趣知道為什麼，可以花一點點腦力，看下面的說明：

一般光圈的表示法f/#（例如：f/2;f/16等），在光學的領域是被視為一個單位符號，f/16表示鏡頭焦距為光圈開孔直徑的16倍，而它的正確定義為：

N = F/D 其中的F是鏡頭的焦距，而D是光圈直徑，N就是f/#的那個#值，這是無因次的比值。在上圖的序列中每一開孔的面積為前一開孔的一半，也就是說光線通過鏡頭的量依次遞減為前者的一半。

光圈的f值序列是如何形成的呢？它們之間有一個神秘的比值約略為根號2=1.414≒1.4，即2.8/2 ~ 1.4等。簡單的幾何常識告訴我們，一個圓形的直徑變成兩倍時，它的面積會變為原來的四倍。用正方形來實驗，邊長加倍，它的面積變成四倍，可以更容易弄懂其中的關係。

50mm標準鏡頭的光圈為f/1時，它的開孔直徑為50mm。若要減少進光量到原來的1/2，我們要將原來為625πmm²（公式為πx (50/2)²）的面積，減為二分之一的312.5πmm²。要回推它的直徑，將此圓面積除以π後，開平方再乘以2， 即得知此為一個直徑約為35.4mm的開孔。依照前面所提到的f-值定義，此一光圈的f-值=50/35.4≒1.41。下一個是f/1.4x1.414=f/1.98≒f/2，依此類推就可以得到f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、/5.6、f/8、f/11... 等的光圈值序列了。

由f-值的定義「鏡頭焦距與有效開孔直徑的比值」，可以知道同樣的f-值，其開孔大小會隨著鏡頭的焦距而改變，目前常見的定焦鏡頭可以做到f/1.4，而變焦鏡大多只能達到f/2.8的大光圈。由此我們也可以暸解望遠鏡頭（焦距200mm-600mm）的最大光圈，就不易做到f/1、f/1.4等的大光圈鏡頭，可能只會達到f/4或f/5.6。即使是f/5.6的400mm鏡頭，而且是恆定光圈的話，它的鏡片至少要有72mm直徑。由此可知所謂的大炮鏡頭 -大光圈的望遠鏡頭，需要有一堆厚重的光學鏡片組成，所以我們不會意外地看到這種鏡頭是隻又重、又是天價的鏡頭了！