(...) sendo a mesma abertura/iso em ambas.
Sei que a pergunta que eu vou fazer é muito besta, mas não custa perguntar..
A abertura e iso são os mesmos, mas a velocidade também? Você está usando prioridade de abertura? A câmera pode estar escolhendo velocidades diferentes em cada situação.
Se quando você está em 24mm pegar uma parede branca, e dando zoom pra 105mm tiver menos parede branca na cena, a câmera vai fotometrar diferente e vc vai ter a impressão que ganhou luz no segundo caso.