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分為兩種類型：由凹透鏡作目鏡的稱伽利略望遠鏡；由凸透鏡作目鏡的稱開普勒望遠鏡。開普勒式望遠鏡的基本原理是首先遠處的光線進入物鏡的凸透鏡， 次成倒立、縮小的實像，相當于照相機；然后這個實像進入目鏡的凸透鏡，第2次成正立、放大的虛像，這相當于放大鏡。

因單透鏡物鏡色差和球差都相當嚴重，現(xiàn)代的折射望遠鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。其中以雙透鏡物鏡（普通消色差望遠鏡）應用*普遍。它由相距很近的一塊冕牌玻璃制成的凸透鏡和一塊火石玻璃制成的凹透鏡組成，對兩個特定的波長完全消除位置色差，對其余波長的位置色差也可相應減弱

在滿足一定設計條件時，還可消去部分球差和彗差。由于剩余色差和其他像差的影響，雙透鏡物鏡的相對口徑較小，一般為1/15-1/20，很少大于1/7，可用視場也不大。口徑小于8厘米的雙透鏡物鏡可將兩塊透鏡膠合在一起，稱雙膠合物鏡，留有一定間隙未膠合的稱雙分離物鏡 。為了增大相對口徑和視場，可采用多透鏡物鏡組。對于伽利略望遠鏡來說，結構非常簡單，光能損失少。鏡筒短，很輕便。而且成正像，但倍數(shù)小視野窄，一般用于觀劇鏡和玩具望遠鏡。對于開普勒望遠鏡來說，需要在物鏡后面添加棱鏡組或透鏡組來轉(zhuǎn)像，使眼睛觀察到的是正像。一般的折射望遠鏡都是采用開普勒結構。由于折射望遠鏡的成像質(zhì)量在同樣口徑下比反射望遠鏡好，視場大，使用方便，易于維護，中小型天文望遠鏡及許多 儀器多采用折射系統(tǒng)，但大型折射望遠鏡制造起來比反射望遠鏡困難得多，因為冶煉大口徑的 透鏡非常困難，且存在玻璃對光線的吸收問題，并且主鏡鏡片會因為重力而發(fā)生形變，造成光學質(zhì)量不佳，所以大口徑望遠鏡都采用反射式
伽利略望遠鏡