望远镜
望远镜是一种用于通过电磁辐射的发射，吸收或反射来观察远处的设备。最初，它是一种使用镜头，弯曲的镜子或两者组合以观察远处对象的光学仪器-光学望远镜。如今，“望远镜”一词被定义为能够检测电磁频谱不同区域的广泛仪器，在某些情况下，其他类型的探测器。
第一个已知的实用望远镜是带有玻璃镜头的望远镜折射望远镜，并在17世纪初在荷兰发明。它们被用于陆地应用和天文学。
反射望远镜使用镜子来收集和聚焦光，是在第一个折射望远镜的几十年内发明的。
在20世纪，发明了许多新型的望远镜，包括1930年代的射电望远镜和1960年代的红外望远镜。
词源
望远镜在1611年由希腊数学家Giovanni Demisiani在1611年创造了一词，该词是在Accademia dei Lincei的宴会上展出的伽利略伽利略乐器之一。在星际信使中，伽利略使用了拉丁语perspicillum 。这个词的根源来自古希腊τῆλε，罗马化的tele “ far”和σκοπεῖν， skopein “看或看”； τηλεσκόπος， Teleskopos “远见”。
历史
望远镜现有的最早记录是米德尔堡眼镜制造商汉斯·列珀希（Hans Lipperhey）向荷兰政府提交政府的1608年专利，以折磨望远镜。实际的发明者是未知的，但它的消息传播到欧洲。伽利略听说了这件事，并在1609年建造了自己的版本，并对天体物体进行瞭望远镜观察。
在折射望远镜发明后不久，研究了目标或收集元素可能是镜子而不是镜头的想法。使用抛物线镜的潜在优势 - 减少球形畸变和没有色差- 指出了许多提议的设计，并尝试建造反射望远镜的几项尝试。 1668年，艾萨克·牛顿（Isaac Newton）建造了第一个实用的反射望远镜，该望远镜现在以他的名字命名牛顿反射器。
1733年的色素镜头的发明部分校正了简单镜头中的颜色畸变，并使构造更短，更具功能性的折射望远镜。反射望远镜虽然不受折射剂中的颜色问题的限制，但由于使用了1857年和19世纪初使用的快速破坏性窥镜金属镜的使用而受到阻碍，这是1857年引入银色涂层镜子的问题，并铝化镜子在1932年。折射望远镜的最大物理尺寸限制约为1米（39英寸），这表明自20世纪初以来建造的绝大多数大型光学研究望远镜都是反射器。目前，最大的反射望远镜的目标大于10米（33英尺），并且正在进行几种30-40m设计的工作。
20世纪还看到瞭望远镜的发展，这些望远镜在从广播到伽马射线的各种波长中起作用。第一个专用的射电望远镜于1937年运行。从那时起，已经开发了各种各样的复杂天文仪器。
在太空
由于大多数电磁频谱的大气是不透明的，因此只能从地球表面观察到少数频段。这些频带是可见的 - 近红外和频谱的一部分。因此，没有X射线或远红外地面望远镜，因此必须从轨道上观察到这些望远镜。即使从地面观察到波长，由于云，天文观看和光污染等问题，将望远镜放在卫星上仍然有利。
推出太空望远镜的缺点包括成本，尺寸，可维护性和升级性。
来自NASA的太空望远镜的一些示例是可见光，紫外线和近红外波长的哈勃太空望远镜，检测红外辐射的Spitzer空间望远镜以及开普勒空间望远镜发现了数千群。推出的最新望远镜是2021年12月25日在法国圭亚那库鲁（Kourou）的詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜。 Webb望远镜检测红外线。
通过电磁频谱
“望远镜”这个名称涵盖了广泛的乐器。大多数检测电磁辐射，但是天文学家在收集不同频带中必须采取的光（电磁辐射）的方式存在重大差异。
随着波长的变长，使用天线技术与电磁辐射相互作用变得更加容易（尽管可以制造非常小的天线）。可以像可见光一样收集近红外。但是，在远红外和亚无限范围内，望远镜可以像射电望远镜一样运行。例如， James Clerk Maxwell望远镜从3μM（0.003 mm）到2000μm（2 mm）的波长观察到，但使用抛物线铝制天线。另一方面， Spitzer空间望远镜从约3μm（0.003 mm）到180μm（0.18 mm）观察到使用镜子（反射光学元件）。同样，使用反射光学元件，具有宽场摄像头3的哈勃太空望远镜可以在频率范围内观察到约0.2μm（0.0002 mm）至1.7μm（0.0017 mm）（从Ultra-Violet到红外光）。
使用较短的波长的光子，具有较高的频率，使用了扫视的光学元件，而不是完全反映光学器件。望远镜（例如Trace和SOHO）使用特殊镜子来反映极端的紫外线，从而产生比其他可能的更高的分辨率和更明亮的图像。较大的光圈不仅意味着收集了更多的光，还可以实现更细的角度分辨率。
望远镜也可以按位置进行分类：地面望远镜，太空望远镜或飞行望远镜。它们也可能是由专业天文学家还是业余天文学家操作的。装有一个或多个望远镜或其他仪器的车辆或永久校园称为天文台。
无线电和亚列表
射电望远镜是定向无线电天线，通常使用大型菜肴来收集无线电波。这些盘子有时由导电线网构造，其开口小于观察到的波长。
与观察到的天空斑块的放大图像的光望远镜不同，传统的射电望远镜盘中包含一个接收器，并记录了观察到的区域的单个时间变化的信号特征。该信号可以在各种频率下进行采样。在一些较新的射电望远镜设计中，一道菜包含几个接收器的阵列。这被称为焦距阵列。
通过收集和关联几种菜肴同时收到的信号，可以计算高分辨率图像。这种多偏阵列被称为天文干涉仪，该技术称为孔径合成。这些阵列的“虚拟”光圈的大小与望远镜之间的距离相似。截至2005年，记录阵列的大小是地球直径的许多倍 - 使用基于空间的非常长的基线式式计量学（VLBI）望远镜，例如日本HALCA （通信和天文学高级实验室）VSOP（VLBI Space）天文台计划）卫星。
现在，使用光学干涉仪（光学望远镜的阵列）和单个反射望远镜的光圈掩盖干涉仪现在也将光圈合成应用于光学望远镜。
射电望远镜还用于收集微波辐射，这具有能够通过大气以及星际气体和尘埃云的优势。
SETI和Arecibo天文台等程序使用了一些射电望远镜，例如Allen望远镜阵列，以寻找外星生命。
红外线的
可见光
光学望远镜聚集并聚焦，主要来自电磁频谱的可见部分。光学望远镜增加了远处物体的明显角度及其明显的亮度。为了观察，拍摄，研究和发送到计算机的图像，望远镜通过使用一个或多个弯曲的光学元素（通常是由玻璃镜头和/或镜子制成的）来收集光和其他电磁辐射，以带来光或其他电磁辐射辐射到焦点。光学望远镜用于天文学和许多非宪法，包括：定理（包括过境），斑点示波器，单眼，双筒望远镜，摄像头镜头和间谍镜。有三种主要的光学类型：
Fresnel Imager是一种针对太空望远镜的超轻量级设计，该设计使用菲涅耳透镜聚焦光线。
除了这些基本的光学类型之外，还有许多通过他们执行的任务分类的各种光学设计的子类型，例如天文界，寻求者和太阳能望远镜。
紫外线
大多数紫外线被地球的大气吸收，因此必须从上层大气或太空中进行这些波长的观测。
X射线
X射线比较长波长的电磁辐射更难收集和聚焦。 X射线望远镜可以使用X射线光学元件，例如由由重金属制成的环形“瞥见”镜子组成的狼望远镜，这些镜像能够仅反射几个程度。镜子通常是旋转的抛物线和双曲线或椭圆形的一部分。 1952年，汉斯·沃尔特（Hans Wolter）概述了只能使用这种镜子建造望远镜的3种方式。使用这种类型的望远镜的空间天文台的例子是爱因斯坦天文台， Rosat和Chandra X射线天文台。 2012年，启动了Nustar X射线望远镜，该望远镜在长长的可部署桅杆结束时使用了Wolter望远镜设计光学元件，以启用79 KEV的光子能量。
伽马射线
较高的能量X射线和伽马射线望远镜避免了完全聚焦并使用编码的孔掩模：可以重建掩码创建的阴影图案以形成图像。
X射线和伽马射线望远镜通常安装在高空气球或地球式卫星上，因为地球大气层不透明对电磁谱的这一部分。此类望远镜的一个例子是2008年6月推出的Fermi Gamma-ray太空望远镜。
检测非常高的能量伽玛射线，波长较短，频率较高，而频率比常规伽玛射线更高，这需要进一步的专业化。这种类型的天文台的一个例子是基于地面的望远镜Veritas 。
2012年的发现可能允许聚焦伽马射线望远镜。在大于700 keV的光子能量下，折射率再次开始增加。