Pour faire simple :
La lumière doit traverser un tube plus ou moins long (c'est la focale, 100 mm = tube de 100 mm, 50 mm de focale = tube de 50 mm de long).
Le diaphragme, c'est la longueur du tube divisée par le diametre de l'ouverture, soit :
Tube de 100 mm et ouverture de 50 mm = f2
Tube de 50 mm et ouverture de 25 mm = f2.
La même quantité de lumière passe.
C'est théorique, mais c'est le principe....