夏天的夜晚，坐在院子裏喝茶乘涼，仰望滿天晶瑩閃爍的星鬥，令人不禁瞑思遐想！古往今來，那氣勢雄偉、奔流而去的銀河，那皎潔神秘、銀光如瀉的月亮，曾引來多少美好動人的神話：牛郎織女，嫦娥奔月……
望遠鏡的誕生，初步揭開了宇宙的奧秘，這是科學史上光輝的一頁！
世界上第一台望遠鏡是伽利略望遠鏡，它是意大利物理學家伽利略於1609年發明的。望遠鏡的物鏡是凸透鏡，目鏡是凹透鏡，物鏡的後焦點和目鏡的後焦點重合，因而望遠鏡的鏡筒長度等於兩個透鏡焦距之差，用伽利略望遠鏡觀察時，看到的是物體的正立、放大的虛象。
伽利略利用望遠鏡探索宇宙的奧秘，揭開了銀河之謎。原來，它並非象神話中說的是什麼“天河”，而是由無數顆星星組成的星係。在望遠鏡裏，不但許多明亮的大星星看得更真切，而且許多肉眼看來隻不過是些霧狀斑點的小星星，也能夠看清楚了。他用望遠鏡還看到了月亮上的山穀和太陽上的黑點，先後發現了木星的4顆衛星，從而有力地支持了日心說。
另一種望遠鏡是開普勒望遠鏡，它是天文學家開普勒於1611年發明的，又稱為天文望遠鏡。這種望遠鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡。物鏡的直徑很大，比目鏡大得多，能夠接收來自外界的大量光線；物鏡的焦距也很長，比目鏡長得多。物鏡的後焦點和目鏡的前焦點幾乎是重合的，因而望遠鏡的鏡筒筒長近似地等於兩透鏡焦距之和，用開普勒望遠鏡觀察景物時，得到的是倒立的實象，可以用它來進行天體觀測和拍照；然而，用它來觀察地麵上的景物就很不方便，如果在物鏡和目鏡之間加上一個凸透鏡或一個回轉棱鏡，就可以形成正立的象了。
為什麼我們用眼睛看不清楚的星星，通過天文望遠鏡就能夠看清楚了呢？
星星離我們太遙遠了！就拿織女星來說吧，每秒鍾跑30萬公裏的光，從織女星傳到我們眼睛裏，大約需要27年。太陽的直徑為139.3萬公裏，是地球的109.3倍，可是在我們看來，卻不過象個籃球那麼大；而牛郎星又比太陽大七、八倍，可是在我們看來，也不過是個小小的星點而已，這是因為它們離我們太遠了。星體離我們這樣遙遠，對眼睛所張的視角太小，自然就看不清楚了。為了能夠看清楚遠處的物體，就要用望遠鏡來增大視角。天文望遠鏡的妙處就在於，它能夠放大星體對人的眼睛的視角。
以開普勒望遠鏡為例，我們來分析一下望遠鏡是如何放大視角的。望遠鏡是一個長長的圓形鏡筒，兩頭各安裝一片凸透鏡，對著景物或天體那頭的透鏡叫做物鏡，接近眼睛這頭的透鏡叫做目鏡。當物鏡對著天上的星星或遠處的物體觀察時，物體對物鏡的張角因為距離很遠，無論從A端或B端射入鏡筒的光線都可以近似地看成是平行光束，它們經物鏡折射以後，就是物體通過物鏡所形成的倒立實象；又因為物鏡的後焦平麵和目鏡的前焦平麵是重合的，所以經目鏡折射以後，進入觀察者眼睛的光束幾乎成為平行光束。但是，這時的平行光束所張的視角比起原來的視角來，那就大得多了，這樣，通過望遠鏡就可以看清楚遠方的物體。
望遠鏡的放大率如何呢？物體原來沒有經過放大時所張的視角經過望遠鏡以後所張的視角都很小，所以望遠鏡的放大率物鏡焦距為2米，目鏡焦距為2.5厘米。
物鏡的作用就如同照相機的鏡頭，它在望遠鏡筒內造成一個被觀察景物的倒立的實象；而目鏡的作用則如同一個放大鏡，它把物鏡給出的倒立實象加以放大，並傳給眼睛。眼睛看到的放大象對眼睛所構成的視角，比景物對眼睛所張的視角大得多，視角放大了，就使眼睛產生縮短距離的感覺，好象望遠鏡把遠處的景物搬到眼前一樣。因此，用望遠鏡看遠方的景物，就比用眼睛直接看要清楚得多。
物鏡的焦距越長，目鏡的焦距越短，則望遠鏡的放大倍數就越大。一般的天文望遠鏡可以使視角增大幾十倍，甚至上百倍。為了使望遠鏡的放大率增大，就要使物鏡的焦距盡可能地長一些，而由於望遠鏡的鏡筒長度等於物鏡和目鏡的焦距之和，這樣一來，鏡筒長度就要增長很多。既要縮短鏡筒長度，又要不影響放大率，常常采取在物鏡和目鏡之間加一組回轉棱鏡的辦法。常用的雙筒望遠鏡就是這樣構成的，在每個鏡筒的兩端都裝有物鏡和目鏡，組合成為開普勒望遠係統。為了得到良好的成象質量，消除象差，物鏡和目鏡的結構都比較複雜一些。物鏡通常是兩片膠合在一起的透鏡，目鏡通常由3～5片單片和膠合的透鏡組成。除了物鏡和目鏡之外，在每個鏡筒裏都裝有一對直角棱鏡，構成轉象和折迭光路係統，從而使光路在棱鏡中折轉，不但大大縮短了鏡筒長度，而且形成一個適合觀察的正象。此外，用單筒望遠鏡觀看，必須睜一隻眼閉一隻眼，這樣眼睛容易疲勞，又影響觀察的準確性。用一隻眼睛看景物，似乎一切都在同一個平麵內，就象照片一樣，不容易分清遠近，而用一對眼睛看景物，才有立體感，能分清景物的遠近層次。這就是雙筒望遠鏡的優點。