F4光圈的直径并非固定数值，其大小取决于镜头的焦距。根据光学公式计算，当镜头焦距为100mm时，F4对应的光圈直径为25mm；若焦距为50mm，则直径为12.5mm。光圈直径与焦距呈正比关系，具体数值需通过"焦距÷光圈值"的公式得出。

要深入理解F4光圈直径的计算原理，需从光学基础概念切入。光圈系数（F值）的本质是镜头焦距与通光孔径直径的比值，其数学表达式为F=f/D，其中f代表焦距，D代表光圈直径。这意味着在F4的设定下，无论镜头焦距如何变化，直径始终是焦距的四分之一。例如：100mm镜头在F4时的光束直径为100÷4=25mm，这与工业镜头测试数据完全吻合；同理，200mm长焦镜头在F4时直径会达到50mm。

这种设计源于光学系统的标准化需求。国际通用的光圈值序列（F1、F1.4、F2...F64）采用√2的等比级数，相邻档位的进光量相差一倍。当光圈从F2.8调整为F4时，直径缩小为原来的70.7%，进光量减半。值得注意的是，光圈直径直接影响镜头的通光效率和景深效果，大直径光圈（如F1.4）能产生更强烈的背景虚化，但会牺牲边缘画质；而F4这类中等光圈则在画质与景深间取得平衡。

实际应用中，变焦镜头的光圈直径会随焦距改变而动态调整。以24-70mm F2.8镜头为例：在70mm端F2.8时直径25mm，若收缩至F4则直径变为17.5mm；而在24mm端F4时直径仅6mm。这种特性解释了为什么恒定光圈变焦镜头的镜筒较粗——需要在长焦端维持足够大的通光孔径。专业电影镜头常标注T值而非F值，因其更精确反映实际透光率，但基础计算逻辑仍遵循相同的光学原理。

现代镜头通过虹膜式光圈机构实现直径的精准控制，通常由6-9片叶片组成圆形或多边形开口。精密机械结构能确保F4等档位的重复精度误差小于0.1mm，这对景深堆叠摄影尤为重要。部分特殊镜头如折返式设计会采用固定光圈，其直径直接铸造在镜筒内，此时F值仅具理论计算意义。理解这些细节，便能更科学地选择适合拍摄场景的光圈参数。