折射望远镜

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1848年建成的辛辛那提天文台折射望遠鏡影像。

折射望遠鏡是一種使用透鏡做物鏡，利用屈光成像的望遠鏡。折射望遠鏡最初的設計是用於偵查和天文觀測，但也用於其他設備上，例如雙筒望遠鏡、長焦距的遠距照像攝影機鏡頭。较常用的折射式望远镜的光学系统有两种形式：即伽利略式望远镜和开普勒式望远镜，其优点是成像比较鲜明、锐利；缺点是有色差。

[编辑] 發明

主条目：望遠鏡的歷史

折射鏡是光學望遠鏡最早的形式，第一架實用的折射望遠鏡大約在1608年出現在荷蘭，由三個不同的人，密德堡的眼鏡製造者漢斯·李普希和楊森、阿克馬的雅各·梅提斯，各自獨立發明的。伽利略在1609年5月左右在威尼斯偶然聽說了這個發明，就依據自己對折射作用的理解，改進並做出了自己的望遠鏡。然後伽利略將他的發明細節公諸於世，並且在全體的議會中將儀器向當時的威尼斯大公多納托展示。伽利略也許聲稱獨立地發明了折射望遠鏡，而沒有聽到別人也做了相同的儀器。

[编辑] 折射望遠鏡的設計

一架折射望遠鏡有兩個基本的元件，做為物鏡的凸透鏡和目鏡，折射望遠鏡中的物鏡，將光線折射或偏折到鏡子的後端。折射可以將平行的光線匯聚在焦點上，不是平行的光線則匯聚到焦平面上。這樣可以使遠方的物體看得更亮、更清晰和更大。折射望遠鏡有許多不同的像差和變形需要進行不同類型的修正。

[编辑] 伽利略式望遠鏡

與伽利略設計出來的原始形式相同的望遠鏡都稱為伽利略望遠鏡。他使用凸透鏡做物鏡，和使用凹透鏡的目鏡。伽利略望遠鏡的影像是正立的，但視野受到限制，有球面像差和色差，適眼距(eye relief)也不佳。

[编辑] 开普勒式望遠鏡

开普勒式望遠鏡是开普勒改善了伽利略的設計，在1611年發明的。他改使用一個凸透鏡作為目鏡而不是伽利略原來用的一個凹透鏡。這樣安排的好處是從目鏡射出的光線是匯聚的，可以有較大的視野和更大的適眼距，但是看見的影像是倒轉的。這種設計可以達到更高的倍率，但需要很高的焦比才能克服單純由物鏡造成的畸變。(約翰·赫維留建造焦長45公尺的折射鏡。)這種設計也使用在顯微鏡在焦平面上(用於測量被觀測的兩個物體之間角距離的大小)。

[编辑] 消色差折射鏡

主条目：消色差望遠鏡

消色差的折射鏡是在1733年由一位英國律師切斯特·穆爾·霍爾發明的，雖然專利權給了另一位獨立發明的約翰Dollond。這項設計使用兩片玻璃(有不同色散度的"冕牌玻璃"和"火石玻璃")做物鏡，降低了色差和球面像差。兩兩片玻璃的每一個面都要拋光，然後組合在一起。消色差透鏡可以讓兩種不同波長(通常是紅色和藍色)的光，都能聚焦在相同的焦平面上。

[编辑] 高度消色差折射鏡

主条目：複消色差透鏡

高度消色差折射鏡使用特別的材料，特別低色散度的材料，來製造物鏡。他的設計能讓三種不同的顏色(通常是紅色、綠色和藍色)匯聚在相同的焦平面上，顏色的殘差錯誤(二級光譜)比消色差透鏡少了一個數量級。這種望遠鏡的主鏡是螢石或超低色散(ED)玻璃的透鏡，產生非常清晰沒有色差的影像。這種望遠鏡在業餘天文望遠鏡的市場中是非常高價值的產品。高度消色差折光鏡的口徑已經可以做到553毫米的直徑，但多數仍在80～152毫米之間。