考えてみれば、最初の望遠鏡が発明されるのは時間の問題でした。人々は千年紀の結晶に魅了されてきました。多くの結晶（たとえば石英）は完全に透明です。その他–ルビー–光のいくつかの周波数を吸収し、他のものを通過させます。結晶を球形に成形するには、へき開、タンブリング、研磨を行います。これにより、鋭いエッジが取り除かれ、表面が丸められます。結晶の解剖は、欠陥を見つけることから始まります。半球または結晶セグメントを作成すると、2つの異なる表面が作成されます。光は凸状の前面によって集められ、平面的な背面によって収束点に向かって投影されます。結晶セグメントには厳しい曲線があるため、焦点は結晶自体に非常に近い可能性があります。焦点距離が短いため、結晶セグメントは望遠鏡よりも優れた顕微鏡になります。
現代の望遠鏡を可能にしたのは結晶セグメントではなく、ガラスのレンズでした。凸レンズは遠くの視力を矯正する方法でガラスの地面から出てきました。眼鏡と水晶片はどちらも凸面ですが、遠視のレンズのカーブはそれほど厳しくありません。光線は、平行線からわずかに曲がっています。このため、画像が形成されるポイントはレンズからはるかに離れています。これにより、詳細な人間の検査に十分な大きさの画像スケールが作成されます。
視力を強化するためのレンズの最初の使用は、11世紀の中東にまでさかのぼることができます。アラビア語のテキスト（科学者-数学者Al-hazenによって書かれた光学シソーラス）は、水晶玉のセグメントを使用して小さなオブジェクトを拡大できると述べています。 13世紀後半、英国の僧侶（おそらく1267年のロジャーベーコンの視点を参照）が、聖書を読むのに役立つ最初の実用的な近焦点眼鏡を作ったと言われています。ニコラスオブクーサが最初のレンズを接地して近視力を-1に補正したのは、1440年のことです。そして、レンズ形状自体の欠陥（乱視）が一連の眼鏡によって助けられるようになるまでには、さらに4世紀かかります。 （これは、次の220年後の1827年にイギリスの天文学者ジョージエアリーによって達成されました-より有名な天文学者-ヨハンケプラーが最初にレンズが光に及ぼす影響を正確に説明しました。）
最古の望遠鏡は、近視と老眼の両方を矯正する手段として眼鏡の研磨が確立された直後に形成されました。遠視のレンズは凸面なので、光の良い「コレクター」になります。凸レンズは、距離から平行ビームを取り、それらを共通の焦点に曲げます。これにより、空間に仮想イメージが作成されます。これは、2番目のレンズを使用してより詳細に検査できます。集光レンズの利点は2つあります。それは、光を組み合わせて（強度を上げて）、イメージのスケールを拡大します。両方とも、目だけの場合よりもはるかに大きな可能性があります。
凹面レンズ（近視を矯正するために使用）は外側に光を広げて、物を目に小さく見せます。凹面レンズを使用すると、目の独自のシステム（角膜とモーフィングレンズが固定されている）が網膜上に画像の焦点を合わせるのに不十分な場合、目の焦点距離が長くなります。凹レンズは、凸レンズによってキャストされた虚像を目でより詳細に検査できるため、優れた接眼レンズになります。これは、集光レンズからの収束光線が凹レンズによって平行に向かって屈折するために可能です。その効果は、遠くにあるかのように近くの仮想イメージを表示することです。単一の凹レンズにより、無限遠に焦点を合わせているかのように、目のレンズをリラックスさせることができます。
凸レンズと凹レンズを組み合わせるのは時間の問題でした。子供たちがその日のレンズグラインダーの苦労をもてあそぶとき、またはおそらく眼鏡技師が別のレンズを使用して1つのレンズを検査するように呼ばれたと感じたときに、最初の出来事が発生することを想像できます。そのような体験はほとんど魔法のように思われたに違いありません。長い散歩の終わりに近づいたかのように、遠くの塔がすぐに迫っています。認識できない人物が突然親しい友人であるように見えます。運河や川などの自然の境界は、水星自身の翼がヒールに取り付けられているかのように飛び越えます…
望遠鏡が登場すると、2つの新しい光学的問題が生じました。集光レンズは湾曲した虚像を作成します。その曲線はわずかに「ボウル型」であり、底は観察者の方を向いています。もちろん、これは目自体が世界を見る方法とは正反対です。眼は、中心が網膜上にある大きな球に並べられているように見えます。したがって、周囲の光線を眼に引き戻すために何かをする必要がありました。この問題は1650年代に天文学者のクリスティアンホイヘンスによって部分的に解決されました。彼は、いくつかのレンズを1つのユニットとして組み合わせることによってこれを行いました。 2つのレンズを使用すると、集光レンズからより多くの周辺光線が平行光線に近づきました。 Huygenの新しい接眼レンズは画像を効果的に平坦化し、より広い視野にわたって焦点を達成できるようにしました。しかし、そのフィールドは、今日のほとんどの観察者に閉所恐怖症を誘発します！
最後の問題はさらに扱いにくいものでした–屈折レンズは波長または周波数に基づいて光を曲げます。周波数が高いほど、特定の色の光が曲がります。このため、さまざまな色の光（多色光）を表示するオブジェクトは、電磁スペクトル全体の同じ焦点では見られません。基本的にレンズはプリズムと同じように動作し、それぞれ独自の焦点を持つ色の広がりを作り出します。
ガリレオの最初の望遠鏡は、仮想画像を拡大するのに十分近くに目を近づける問題を解決しただけでした。彼の楽器は、焦点を合わせるために制御された距離で分離可能な2つのレンズで構成されていました。対物レンズは、光を集め、色の周波数に応じて焦点をさまざまな焦点に持ってくるために、それほど厳しくない曲線を持っていました。より小さいレンズ–焦点距離が短く、より厳しいカーブを持っている–ガリレオの観察眼が画像に十分近づいて拡大された細部を見ることができました。
しかし、ガリレオのスコープは接眼レンズの視野の中央近くにのみ焦点を合わせることができました。また、フォーカスは、ガリレオがそのときに見ていたものによって放出または反射された支配的な色に基づいてのみ設定できました。ガリレオは通常、月、金星、木星などの明るい研究を、開口絞りを使用して観察し、そのアイデアを思いついたことに誇りを持っています。
クリスティアンホイヘンスは、ガリレオの時代の後、最初の–ホイゲニア–接眼レンズを作成しました。この接眼レンズは、単一の凹レンズではなく、集光レンズに面する2つの平凸レンズで構成されています。 2つのレンズの焦点面は、対物レンズ要素と眼のレンズ要素の間にあります。 2つのレンズを使用することで、画像のカーブが平坦になりましたが、見かけの視野が1スコア程度程度しかありませんでした。ホイヘンの時代以来、接眼レンズははるかに洗練されてきました。この多様性の独自のコンセプトから始めて、今日の接眼レンズは、形状と位置の両方に再配置された別の半ダース程度の光学要素を追加できます。アマチュアの天文学者は、見かけの直径2で80度を超える適度に平坦なフィールドを提供する既製の接眼レンズを購入できるようになりました。
3番目の問題は、1670年代にアイザックニュートン卿によって反射鏡望遠鏡が設計および製造された後、望遠鏡で解決されました。その望遠鏡は集光レンズを完全に排除しましたが、それでも耐火性の接眼レンズを使用する必要がありました（これは、対物レンズよりも「偽色」の原因となりません）。
一方、屈折器を修正する初期の試みは、単にそれらを長くすることでした。長さ140フィートまでのスコープが考案されました。特に法外なレンズ径をもつものはありませんでした。そのような細長いダイナソーは、冒険的なオブザーバーを使用する必要がありましたが、色の問題を「トーンダウン」しました。
色のエラーを排除したにもかかわらず、初期の反射板にも問題がありました。ニュートンのスコープでは、球面状の鏡面鏡を使用しました。現代の反射鏡のアルミコーティングと比較して、鏡は性能が弱いです。アルミニウムの約4分の3の集光能力では、鏡は軽い把握力で約1桁失われます。したがって、ニュートンによって考案された6インチの楽器は、現代の4インチモデルのように動作しました。しかし、これはニュートンの楽器の販売を困難にしたものではなく、単に非常に低い画質を提供しただけです。そして、これはその球面研磨された主鏡の使用によるものでした。
ニュートンの鏡はすべての光線を共通の焦点に持っていませんでした。断層は鏡にかかっていませんでした。鏡の形になっていて、360度伸ばすと完全な円になります。このようなミラーは、中央の光線をリムに近いものと同じ焦点に合わせることができません。スコットランドのジョンショートがミラーを放物線化することによって（軸上照明の）この問題を修正したのは1740年のことでした。 Shortはこれを非常に実用的な方法で達成しました。球面ミラーの中心に近い平行光線がマージナル光線をオーバーシュートするので、なぜ中心を深くしてそれらを制限しないのですか？
鏡が鏡面の代わりに鏡に取って代わったのは1850年代のことでした。もちろん、John Shortによって製造された1000を超える放物面反射鏡には、すべて鏡面鏡がありました。そして銀は、鏡のように、時間が経つにつれて酸化に至るまでにかなり早く反射率を失います。 1930年までに、最初のプロ用望遠鏡は、より耐久性があり反射するアルミニウムでコーティングされていました。この改善にもかかわらず、小さなリフレクターは、同等の開口の屈折器よりも焦点を合わせる光が少なくなります。
一方、屈折器も進化しました。ジョンショートの時代、眼鏡技師はニュートンにはない何かを発見しました。屈折によって共通の焦点に赤と緑の光を融合させる方法です。これは、1725年にチェスタームーアホールによって最初に達成され、4世紀後にジョンドランドによって再発見されました。 HallとDollandは2つの異なるレンズを組み合わせました。1つは凸レンズ、もう1つは凹レンズです。それぞれ、異なるタイプのガラス（クラウンとフリント）で構成されており、屈折率に基づいて光を別々に屈折させます。クラウンガラスの凸レンズは、すべての色の光を集めるという緊急の仕事をしました。この曲がった光子が内側に。負のレンズは、収束ビームをわずかに外側に広げました。正のレンズが赤色光に焦点をオーバーシュートさせたのに対し、負のレンズは赤色にアンダーシュートを引き起こしました。赤と緑が混ざり、目が黄色く見えました。その結果、アクロマティック屈折望遠鏡が得られました。これは、安価で小口径の広視野で今日多くのアマチュア天文学者に好まれているタイプですが、焦点比が短いため、理想的な画質よりも劣っています。
19世紀半ばまで、眼鏡技師は青紫を使って赤と緑に焦点を合わせることができませんでした。その開発は当初、望遠鏡ではなく高性能光学顕微鏡のダブレット対物レンズの要素として、エキゾチックな材料（フローライト）を使用することから生まれました。標準のガラスタイプを使用した3要素望遠鏡の設計–三重項–は、40年後（20世紀の直前）にも問題を解決しました。
今日のアマチュア天文学者は、幅広い種類のスコープとメーカーから選択できます。すべての空、目、天体の研究に1つのスコープはありません。 1930年代に開発された新しい光学構成では、フィールドの平坦性（特に高速ニュートン望遠鏡での問題）と重い鏡筒（大型の屈折器に関連）の問題に対処しています。 SCT（Schmidt-Cassegrain望遠鏡）やMCT（Maksutov-Cassegrain望遠鏡）に加えて、ニュートン風のSchmidtとMaksutovの変種、および斜めの反射器などの計器タイプが、現在米国および世界中で製造されています。各スコープタイプは、スコープサイズ、バルク、フィールドの平面度、画質、コントラスト、コスト、および携帯性に関するいくつかの有効な懸念事項または別の懸念事項に対処するために開発されました。
一方、屈折器はオプトファンの間で中心的な役割を果たしています。人々は、他の制約に関係なく、可能な限り最高の画質を望んでいます。完全なアポクロマート（色補正）屈折器は、光学、写真、CCDイメージングで使用できる最も美しい画像のいくつかを提供します。しかし、悲しいかな、そのようなモデルは、材料（エキゾチックな低分散結晶とガラス）、製造（最大6つの光学面を成形する必要がある）、およびガラスの重いディスクによる大きな耐荷重要件のため、大幅に高いコストのために小さな開口に制限されています）。
今日のスコープタイプの多様性はすべて、曲率の異なる2つのレンズを目に近づけて人間の知覚を遠くまで運ぶことができるという発見から始まりました。多くの優れた技術的進歩と同様に、現代の天体望遠鏡は、3つの基本的な要素から生まれました。必要性、想像力、そしてエネルギーと物質の相互作用の理解の深まりです。
それで、現代の天体望遠鏡はどこから来たのですか？確かに望遠鏡は長い間絶え間なく改善されてきました。しかし、おそらく、おそらく、望遠鏡は、本質的に、人間の目、心、心を通して深い賞賛に満ちた宇宙そのものの贈り物です...
-1誰が最初に遠見と近見のビジョンを矯正する眼鏡を作成したかに関して質問があります。アブアリアルハサンイブンアルハイタムやロジャーベーコンがこのようにレンズを使用したことはほとんどありません。出所の問題を混乱させるのは、眼鏡が実際にどのように着用されたかという問題です。最初の視覚補助装置は単に片眼鏡として目に留められていた可能性が高く、そこから引き継ぐ必要があります。しかし、そのような原始的な方法は、歴史的に「光景の起源」として再評価されるでしょうか？
-2必然的に湾曲した虚像を補正する特定の接眼レンズの能力は、基本的には有効焦点比とスコープアーキテクチャによって制限されます。したがって、焦点距離が開口数の何倍にもなる望遠鏡は、「像面」での瞬間的な曲線が少ない。一方、最初に光を屈折させるスコープ（カタディオプティクスと屈折器）には、軸外光をより適切に処理できるという利点があります。どちらの要素も、投影された画像の曲率半径を増加させ、接眼レンズのタスクを単純化して、目にフラットなフィールドを提示します。
著者について：
1900年代初頭の傑作である「3、4、5インチの望遠鏡による空」に触発されたジェフバーバーは、7歳のときに天文学と宇宙科学のスタートを切りました。現在、ジェフは天国の観察とウェブサイトAstro.Geekjoyの維持に多くの時間を費やしています。
