はじめに

レンズ等で遠くの物体の像を作ったとき像の明るさは レンズのF値（単純なレンズの場合焦点距離をレンズの口径（直径）で 割ったもの・口径比とも言う）の2乗に反比例する。 例えばF10のレンズで太陽の像を作ったとき、像の明るさは 太陽表面の明るさの仮に1/100だったとする。 するとF1のレンズで作った像の明るさは太陽表面の明るさに 等しく、1よりF値が小さいレンズで作った像は太陽表面の明るさより 明るくなるはずだ。 光源よりその像のほうが明るいというのは「物理的に考えておかしい」 ような「気がする」のでF値には下限が存在するだろう。

一方、放物面鏡は光軸方向から入射する平面波を1点（「焦点」）に集め 球面収差がない。口径を大きくしていけばいくらでも小さなF値の 鏡ができそうだ。どこかがおかしい。