Difração: abertura que limita a nitidez do sensor
Informe o tamanho do pixel e a abertura para ver o disco de Airy e o f-number em que ele iguala o pixel.
- Roda no seu navegador
Resultado
O resultado aparece aqui.
Disco de Airy e abertura limite
disco de Airy (µm) = 2,44 × λ (µm) × N
N limite = tamanho do pixel (µm) ÷ (2,44 × λ (µm))
Fechar o diafragma espalha a luz de cada ponto num disco de Airy cada vez maior. A abertura limite desta página é aquela em que o disco fica do tamanho de um pixel; com N maior que esse valor, o disco cobre mais de um pixel.
Nota: O comprimento de onda de 550 nm é a convenção de uma luz verde média (o pico real de sensibilidade do olho é 555 nm). O campo é editável: troque para outra cor se quiser.
Pixel de 4 µm e sensor compacto
Com pixels de 4 µm e λ de 550 nm, o disco de Airy iguala o pixel perto de f/3. Em f/8, o disco mede 10,74 µm, ou 2,68 vezes o pixel.
Num sensor compacto de pixel de 1,4 µm, o limite cai para f/1; em f/5,6, o disco chega a 7,52 µm, 5,37 vezes o pixel.
O critério muda o número
O limite aqui usa um único critério: disco de Airy igual a um pixel. Critérios mais rígidos ou mais folgados dão outra abertura, por exemplo dois pixels, Rayleigh ou perda de contraste de 50%. Trate o resultado como estimativa de ordem de grandeza, não como a abertura em que a foto fica de fato menos nítida.
- Considera só a difração; não inclui aberrações da lente, foco nem estabilização.
- Supõe luz de um único comprimento de onda.
- Não depende da distância focal: o N é a abertura relativa marcada na lente.
Perguntas frequentes
Qual a abertura limite de nitidez por difração num sensor de pixel de 4 µm?
Divida o pixel por 2,44 vezes o comprimento de onda em µm. Com pixel de 4 µm e 550 nm, o disco de Airy iguala o pixel perto de f/3,0; em f/8, ele mede 10,74 µm, ou 2,68 pixels.
Como calcular a abertura limitada por difração?
Use N limite = pixel (µm) ÷ (2,44 × λ em µm). Num sensor compacto de 1,4 µm e 550 nm, o resultado é f/1,0. O critério é disco de Airy igual a um pixel; outros critérios dão outra abertura.
Qual o tamanho do disco de Airy em f/8 comparado ao pixel?
O diâmetro é 2,44 × λ × N. Com 550 nm, em f/8 dá 10,74 µm. Compare com o pixel do seu sensor para estimar quantos pixels o disco cobre. É uma estimativa só da difração, sem as aberrações da lente.