望遠鏡的作用就是放大遠處物體的張角，天文望遠鏡使人眼能看清角距更小的細節。望遠鏡的另一個作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑（最大約8mm ）粗得多的光束，送如人眼，使觀測者能看到原來看不到的暗弱物體。以下就是一款典型雙筒望遠鏡。
物鏡是會聚透鏡而目鏡是發散透鏡的望遠鏡。光線經過物鏡折射所成的實像在目鏡的後方（靠近人目的後方）焦點上，這像對目鏡是一個虛像，因此經它折射後成一放大的正立虛像。伽利略望遠鏡的放大率等於物鏡焦距與目鏡顯微鏡焦距的比值。其優點是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。把兩個放大倍數不高的伽利略望遠鏡並列一起、中間用一個螺栓鈕可以同時調節其清晰程度的裝置，稱為“觀劇鏡”；因攜帶方便，常用以觀看表演等。
你可以用很低的費用制作一架伽利略式望遠鏡。從文化用品商店買一塊直徑、焦距大一些的眼鏡片作為物鏡和一塊焦距、直徑較小的透鏡作為目鏡。用膠水和小槽把兩塊鏡片裝在硬紙筒內，再做一個簡單的台座，於是一架能夠看到月亮上的群山、銀河中的繁星和木星的衛星的望遠鏡便制成了。想想看，伽利略就是用這人發現的。但是切記，不要通過望遠鏡直接觀察太陽，以免高溫灼傷眼睛！伽利略的折射望遠鏡有一個令人討厭的缺點，就是在明亮物體周圍產生“假色”。“假色”產生的症結在於通常所謂的“白光”根本不是白顏色的光，而是由組成彩虹的從紅到紫的所有色光混合而成的。當光束進入物鏡並被折射時，各種色光的折射程度不同，因此成像的焦點也不同，模糊就產生了。
16放大鏡11年，另一位天文學家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，使放大倍數有了明顯的提高，以望遠鏡後人們將這種光學系統稱為開普勒式望遠鏡。現在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式。但是“假色”問題仍然未能解決。
利珀希不是天文學家，從未想過把自己的新裝置對准天空。但是沒過多久，關於他的發現的消息傳開了。幸運地是，意大利的帕多瓦大學教授伽利略得知了此事。伽利略很快就制造了一台折射望遠鏡。他以平凸透鏡作為物鏡，凹透鏡作為目鏡。從待研究的物體發出的光照射到望遠鏡物鏡的一個玻璃透鏡上，物鏡使光線折射並把它集中於稱為焦點的一點上，在那裡便形成了發光體的像。這個像被目鏡的透鏡放大，進入人眼。
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