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最初的想法并非伽利略，是受人啟發(fā)才自制并改進(jìn)的，但基于他的貢獻，大家都認為他是望遠鏡的發(fā)明者。
17世紀初的一天，荷蘭密特爾堡鎮一家眼鏡店的主人科比斯赫，他為檢查磨制出來(lái)的透鏡質(zhì)量，把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線(xiàn)，通過(guò)透鏡看過(guò)去， 發(fā)現遠處的教堂的塔好象變大而且拉近了，于是在無(wú)意中發(fā)現了望遠鏡原理。1608年他為自己制作的望遠鏡申請專(zhuān)利，并遵從當局的要求，造了一個(gè)雙筒望遠鏡。據說(shuō)密特爾堡鎮好幾十個(gè)眼鏡匠都聲稱(chēng)發(fā)明了望遠鏡，不過(guò)一般都認為利比赫是望遠鏡的發(fā)明者。
望遠鏡發(fā)明的消息很快在歐洲各國流傳開(kāi)了，意大利科學(xué)家伽利略得知這個(gè)消息之后，就自制了一個(gè)。第一架望遠鏡只能把物體放大3倍。一個(gè)月之后，他制作的第二架望遠鏡可以放大8倍，第三架望遠鏡可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望遠鏡。
伽里略用自制的望遠鏡觀(guān)察夜空，第一次發(fā)現了月球表面高低不平，覆蓋著(zhù)山脈并有火山口的裂痕。此后又發(fā)現了木星的4個(gè)衛星、太陽(yáng)的黑子運動(dòng)，并作出了太陽(yáng)在轉動(dòng)的結論。
幾乎同時(shí)，德國的天文學(xué)家開(kāi)普勒也開(kāi)始研究望遠鏡，他在《屈光學(xué)》里提出了另一種天文望遠鏡，這種望遠鏡由兩個(gè)凸透鏡組成，與伽利略的望遠鏡不同，比伽利略望遠鏡視野寬闊。但開(kāi)普勒沒(méi)有制造他所介紹的望遠鏡。沙伊納于1613年—1617年間首次制作出了這種望遠鏡，他還遵照開(kāi)普勒的建議制造了有第三個(gè)凸透鏡的望遠鏡，把二個(gè)凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。沙伊納做了8臺望遠鏡，一臺一臺地云觀(guān)察太陽(yáng)，無(wú)論哪一臺都能看到相同形狀的太陽(yáng)黑子。因此，他打消了不少人認為 黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺(jué)，證明了黑子確實(shí)是觀(guān)察到的真實(shí)存在。在觀(guān)察太陽(yáng)時(shí)沙伊納裝上特殊遮光玻璃，伽利略則沒(méi)有加此保護裝置，結果傷了眼睛，最后幾乎失明。
荷蘭的惠更斯為了提高望遠鏡的精度在1665年做了一臺筒長(cháng)近6米的望遠鏡，來(lái)探查土星的光環(huán)，后來(lái)又做了一臺將近41米長(cháng)的望遠鏡。
使用物鏡和目鏡的望遠鏡稱(chēng)為折射望遠鏡，即使加長(cháng)鏡筒，精密加工透鏡，也不能消除色象差，1668年英國科學(xué)家反射式望遠鏡，斛決了色象差的問(wèn)題。第一臺反望遠鏡非常小，望遠鏡內的反射鏡口徑只有2.5厘米，但是已經(jīng)能清楚地看到木星的衛星、金星的盈虧等。1672年牛頓做了一臺更大的反射望遠鏡，送給了英國皇家學(xué)會(huì )，至今還俁存在皇家學(xué)會(huì )的圖書(shū)館里。
牛頓曾認為折色象差不可救藥，后來(lái)，證明過(guò)分悲觀(guān)。1733年英國人哈爾制成一臺消色差折射望遠鏡。1758年倫敦的寶蘭德也制成同樣的望遠鏡，他采用了折光原則不同的玻璃分別制造凸透鏡和凹透鏡，把各自形成的有色邊緣相互抵消。
但是要制造很大透鏡不容易，目前世界上最大的一臺折射式望遠鏡直徑為102厘米，安裝在雅弟斯天文臺。
反射式望遠鏡存在天文觀(guān)測中發(fā)展很快，1793年英國赫瑟爾制做了反射式望遠鏡，反射鏡直徑為130米，用銅錫合金制成，重達1噸。1845年英國的洛斯制造的反射望遠鏡，反射鏡直徑為1.82米。1913年在威爾遜山天文臺反望遠鏡，直徑為254米。1950年在帕洛瑪山上安裝了一臺直徑5.08米反射鏡的反射式望遠鏡。1969年在蘇聯(lián)高加索北部的帕斯土霍夫山 上裝設了直徑為6米的反射鏡，它是當時(shí)世界上最大的反射式望遠鏡，現在大型天文臺大都使用反射式望遠鏡。
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