色的一頭起一直排下去是橙、黃、綠、藍、靛、紫。一個單片透鏡會把不同顏色的光聚集到不同的焦點上去；紅的離物鏡最遠而紫的最近。這種光線的分開叫做“色散”（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）。
三百年前的天文學家都以為絕無辦法避免透鏡的色散作用。約在１７５０年，倫敦的多龍德（Ｄｏｌｌｏｎｄ）發明了一個方法避免這種弊病，那就是利用兩種不同的玻璃，一種是冕牌玻璃，一種是火石玻璃。這種方法的原理是非常簡單的。冕牌玻璃的折光能力差不多跟火石玻璃一樣，可是色散能力卻差不多加大了一倍。於是多龍德用兩塊透鏡做成了一副物鏡，其中的一部分見圖１０。前面是一片冕牌玻璃的凸鏡，這是普通的做法。與它連在一起的是一片火石玻璃的凹鏡。既然這兩透鏡的曲度相反，便會使光向不同的方向射去。冕牌玻璃要把光集中於一點，火石玻璃的凹鏡卻要把光線分散。如果單用火石玻璃，我們便會看到光線透過它，不但不向一點集中，反要從一點向各方向漸漸散開。這片火石玻璃的聚焦能力製作得恰好比冕牌玻璃的聚焦能力的一半大一點。這一巧妙的設計已足可消去冕牌玻璃的色散了；卻還不能消去它的折光能力的一半以上。聯合的結果便是所有的光線透過，其中都差不多集中於一個焦點，但這焦點卻要比單用冕牌玻璃時遠了約一倍。
剛才說的“差不多集中於一個焦點”，是因為比較不幸：這兩層玻璃組合起來還不能把所有各種顏色的光線絕對集中於同一焦點上。望遠鏡口徑愈大，這種弊病癒嚴重。如果你從一架大折射望遠鏡中去看月亮或一顆亮星，一定會看到它們周圍有一圈藍色或紫色的暈痕。這兩重透鏡不能把藍色或紫色光線也集中到和其他顏色相同的焦點去，由此而產生了稱為“二級光譜”的像差。這是由一般光學玻璃的性質決定的，科學家們也沒辦法。目視用的折射望遠鏡所需的視場一般不大，二級光譜是它的主要像差，縮小相對口徑可以減少它的不利影響。
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望遠鏡中的透鏡（2）
因為大型折射望遠鏡要求採用大塊的透光效能優良的光學玻璃，這給製造帶來困難。而且大型折射望遠鏡在紫外和紅外波段的透光量比反射望遠鏡少、存在殘餘色差。它的架構的支援力也不如反射望遠鏡那麼好，因此製造這種望遠鏡的花費要更大。這些都限制了它向更大的口徑發展。當今世界上最大的折射望遠鏡的口徑只有１．０２米。
由於物鏡的這種聚光於焦點的作用，遠處物體的像便在焦平面上形成了。焦平面是透過焦點與望遠鏡的主軸或視線成直角的平面。
望遠鏡中所成的像是怎樣的情形，你可以在照相師準備照相時去瞧一瞧他的照相機中的毛玻璃。你在那兒可以見到一副面孔或一張遠景畫在毛玻璃上。從各方面說來，照相機就是一架小望遠鏡，而毛玻璃，或者放感光片的地方，便是焦平面。我們還可以反轉過來敘述這種情形，說望遠鏡是長焦距的大照相機，我們可以用它照天空的相片，正如同照相師用照相機照平常的相片一樣。
有時候，我們可以透過明白一件東西不是什麼而更充分地明白它是什麼。兩百多年前的著名的月亮大騙案中，有一點正好能這樣幫助我們。那個作家用這樣一個荒唐的故事欺騙了很多輕信的讀者：赫歇耳爵士（Ｓｉｒ Ｊｏｈｎ Ｈｅｒｓｃｈｅｌ）用極大放大倍率的望遠鏡觀測月亮，竟然感覺沒有充分的光足以看出那影像來了。於是有人向他建議用人工光來照明那影像。結果非常驚人——連月亮上的動物都在望遠鏡中看出來了。如果大多數的人——甚至連聰明絕頂的也算上——並沒有被騙的話，我也就用不著說下面的話了：望遠鏡所成的像在本質上是外來的光線幫助不了的。原因在於它並非一幅真像（實像），而是由於遠處物體的任何一點上的光線都相交在影像上相當的點上，再從該點散開，正像有一幅物體的圖畫在焦平面上一樣而已。事實上圖畫這詞也許比影像這詞要略好一點來表示物體的顯現情形，但這幅圖畫卻只是由光聚焦而畫成的，其間毫無他物——對於這樣的像，我們稱為虛像。
假若物體的影像（或說圖畫）恰好形成在我們眼前，那麼大家也許要問：為什麼看它還需要目鏡？為什麼觀測者不能站在圖畫後面，向物鏡望去，望見影像懸在空中？他實在可以這樣做，只要他把一片毛玻璃放在焦平面上，像照相師對待照相機一樣。他可以這麼樣去看影像顯在毛玻璃上。他再向物鏡望去，也就用不著目鏡便可以看見物體了。可是在任何點上都只看得見一小部分，因此直接看物鏡的好處也實在很