ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับกล้องส่องทางไกล

กล้องส่องทางไกล/กล้องโทรทรรศน์ หักเหแสง ของกาลิเลโอนั้นพัฒนาขึ้นโดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์จากเลนส์สองด้าน ประกอบด้วย เลนส์วัตถุ(เลนส์ใกล้วัตถุ) ซึ่งเป็นเลนส์นูน และเลนส์ตา(เลนส์ใกล้ตา) ซึ่งเป็นเลนส์เว้า โดยเลนส์วัตถุจะทำหน้าที่รับภาพจากวัตถุต่างๆแล้วหักเหแสงไปยังเลนส์ใกล้ตา ซึ่งเลนส์ใกล้ตาจะทำหน้าที่ขยายภาพจากเลนส์ใกล้วัตถุ ลักษณะการวางเลนส์จะใช้เลนส์วัตถุที่มี ความยาวโฟกัส ยาว และเลนส์ใกล้ตาที่มีความยาวโฟกัสสั้น ในการวางเลนส์ จะวางเลนส์วัตถุ (ความยาวโฟกัสยาว) ไว้ด้านหน้า และเลนส์ใกล้ตา (ความยาวโฟกัสสั้น) ไว้ด้านหลัง ภาพที่ได้จะเป็นภาพในแนวตั้ง (โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อื่นมาช่วย) แต่มีข้อเสียคือจะมีมุมมองภาพที่แคบมาก กล้องส่องทางไกลหักเหแสงนี้มีขั้นตอนการผลิตไม่ยุ่งยากซับซ้อนมากนักจึงเป็นกล้องส่องทางไกลที่ราคาถูกที่สุดเมื่อเทียบกับกล้องฯชนิดอื่นๆ ต่อมา โยฮันเนส เคปเลอร์ ได้ใช้เลนส์นูนเป็นเลนส์ตาของกล้องฯแทน ซึ่งทำให้ระบบกล้องโทรทรรศน์/กล้องส่องทางไกลให้ภาพกลับหัว และมีมุมมองภาพกว้างขึ้น ระบบเลนส์แบบนี้ได้ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน

เรื่องของความคลาดสีของกล้องส่องทางไกล/กล้องโทรทรรศน์หักเหแสง จะพบได้กับเลนส์ที่มีคุณภาพต่ำ เกิดจากการที่สีของแสงมีดัชนีความหักเหของแสงไม่เท่ากันทำให้แต่ละสีไม่สามารถมารวมกันที่จุดรวมภาพจุดเดียวกันได้ และก่อให้เกิดรุ้งที่ขอบภาพในที่สุด ภาพที่ได้จึงมีแสงสีไม่ครบในภาพ ซึ่งแสงที่หายไปจะเกินออกตรงขอบภาพ (หากเราใช้ปริซึมมาส่องกับแสงแดดจะพบว่า ปริซึมจะแตกแสงออกเป็น 7 สี เนื่องจากปริซึมหักเหแสงเหล่านั้น จะเห็นได้ว่าสีที่หักเหเหล่านั้นแต่ละสีจะมีความยาวออกมาจากแท่งแก้วปริซึมไม่เท่ากัน ซึ่งเรียกปรากฏการณ์เหล่านี้ว่าดัชนีความหักเหของสีไม่เท่ากัน หากนำมาใช้กับเลนส์เราจะเรียกว่าความคลาดสีหรือ ความคลาดรงค์) ปัญหานี้ในอดีตแก้ไขด้วยการเพิ่มความยาวโฟกัส แต่จะทำให้กล้องยาวมากเป็นหลายๆสิบเมตร ปัจจุบันเราแก้ปัญหาความคลาดสีของกล้องส่องทางไกล/กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงได้โดยการใช้เลนส์เว้า และเลนส์นูน ที่มีดัชนีหักเหแสงแตกต่างกันมาประกอบ เป็นเลนส์ 2 ชิ้นที่สามารถทำให้แสงสีเขียวและแดงมีจุดโฟกัสใกล้กันมากที่สุด และมีการใช้เลนส์ถึง 3 ชิ้น หรือมากกว่าได้ และอาจมีการใช้ชิ้นเลนส์พิเศษชนิดต่างๆ เพื่อให้ภาพที่มีความคลาดสีน้อยที่สุด แต่การใช้เลนส์จำนวนมาก หรือชิ้นเลนส์พิเศษเหล่านี้ ทำให้กล้องโทรทรรศน์/กล้องส่องทางไกลมีราคาสูงขึ้นมากเช่นกัน