許多大型觀測望遠鏡都是反射望遠鏡17世紀,當光學設計人員與使觀測不可靠的色差作斗爭時,最初的反射望遠鏡由一個簡單的圓柱體和一個安裝在一端的大拋物面鏡組成,光線照射到反射鏡上,彎曲的形狀將光線反射回來,并將其聚焦到一個點上,該點在目鏡處與觀察者的眼睛相遇。后來的設計使用了一個次鏡將聚焦的光線反射到目鏡上。還可以安裝放大鏡來放大圖像在一些設計中,目鏡位于圓柱體的側面,次鏡與圓柱體成一定角度,這樣光線就可以彎曲以滿足觀察者的要求。目鏡也可以位于拋物面鏡的后面,在這種情況下,副鏡對準,使光線穿過物鏡上的一個小孔,與觀察者的眼睛相遇相機也可以代替鏡子或目鏡來捕捉圖像。使用反射望遠鏡,物鏡越大,圖像質量越好。大鏡子可以捕捉更多的光,因此,觀測者可以看到微弱的物體,并獲取更多的細節。例如,在兩個不同的望遠鏡中,同一放大倍數的行星會顯得明顯不同,取決于物鏡的大小。反射鏡望遠鏡仍會出現各種光學缺陷。所用反射鏡表面的任何不規則都會使圖像的形狀或顏色失真。圓柱體中的灰塵也會導致異常。有時,會使用專門的校正透鏡來校正錯誤,以便圖像是可靠的,就像研究人員發現哈勃望遠鏡的圖像沒有預期的清晰和聚焦后在哈勃望遠鏡中所做的那樣,用附加透鏡校正問題通常比改裝整個望遠鏡容易
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