Na přelomu 16. a 17. století vznikl v Holandsku poprvé dalekohled, pravděpodobně v dílně mistra, který si tajemství přinesl z Itálie. Podle pověsti to mohl být i syn Jana Lippersheye nebo Hans a jeho syn Zacharias Janssenové. Vynález byl představen 2. října 1608 dánskému parlamentu. Podle místa pravděpodobného vzniku se nazývají tyto dalekohledy holandské. Brzy se staly oblíbeným vývozním artiklem a vozily se do Belgie a Francie. Skládají se ze dvou čoček, objektivu a okuláru. Objektiv je spojka, kterou přichází světlo od pozorovaného objektu do dalekohledu a okulár je rozptylka, kterou světlo pokračuje do oka.
Princip vzniku obrazu v holandském dalekohledu.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
Do Itálie se informace o existenci dalekohledu dostala až po roce 1609. Byla doručena na univerzitu do Padovy Galilei Galileimu. Ten vhodně sestavil čočky a získal tak svůj první dalekohled zvětšující třikrát. Byl to takový div, že mnozí šlechtici neváhali dne 21. srpna 1609 vystoupit do zvonice sv. Marka a pokochat se pohledem na okolní ulice. Galilei chytře představil vládě Benátské republiky dalekohled jako vynikající přístroj pro vojenství. Šlechtice tento přístroj natolik zaujal, že Galileiho jmenovali doživotním profesorem padovské akademie a zároveň mu zvýšili plat. Obrátit nový vynález k nebi napadlo ve stejnou dobu více lidí: Simona Mariuse, Rudolfa Scheinera i Galilea Galileiho. Galileo Galilei rychle publikoval svoje objevy, a proto je v této souvislosti zapsán do historie tím, že jej jako první obrátil ke hvězdám. Galilei dalekohledem pozoroval a nakreslil měsíční povrch s kruhovými pohořími, správně vysvětlil existenci slunečních skvrn. Mezi jeho nejznámější objev patří čtyři Jupiterovy měsíce. Simon Marius je někdy označován jako spoluobjevitel čtvrtého Jupiterova měsíce, protože je pozoroval už před Galileim.
Galileo Galilei předvádí sedícímu Cosimu III. dalekohled.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Giuseppe Bertini, 1858. Public domain.
Galileiho či holandský dalekohled měl své mouchy. Se vzrůstajícím zvětšením se totiž zorné pole dalekohledu rychle zužuje a nakonec se stává tak maličkým, že není možné zvětšení dále stupňovat. Proto se používají jen jako divadelní kukátko. Johanes Kepler nahradil ploskovydutou rozptylku Galileiho dalekohledu spojkou o velké optické mohutnosti. Dalekohled měl větší zorné pole a daleko větší zvětšení. Měl ovšem i svoje nevýhody. Tubus byl poměrně dlouhý a hlavně obraz byl převrácený. To zpečetilo jeho použití jen pro astronomické účely. Již farář Scheiner známý svými mikroskopy upozornil, že vsunutím třetí čočky se hvězdářský keplerův dalekohled změní na pozemský, tzn. že převrátí obraz. První přístroj tohoto druhu sestrojil v roce 1645 kapucín Shyrl žijící v Čechách, který navíc zavedl označení okulár a objektiv.
Princip vzniku obrazu v keplerově dalekohledu.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
Jestliže použijeme dvě spojné soustavy a mezi ně umístíme hranoly, jak to navrhl Ernst Abbe, získáme hranolový dalekohled zvaný triedr. Používá se jako lovecký, pozorovací a zaměřovací dalekohled a bývá zabudován i v různých vědeckých přístrojích. Pro potřeby moderní astronomie se už nehodí. Nejdůležitější optické údaje triedru se uvádějí většinou např. takto: triedr 10 × 50 znamená, že přístroj zvětšuje 10krát a jeho objektivy mají průměr 50 mm. Objektiv i okulár má určitou ohniskovou vzdálenost, pomocí níž můžeme vypočítat zvětšení dalekohledu
O zvětšení dalekohledu rozhoduje i poměr průměru objektivu Dobj. a průměr okuláru Dok.. Čím je větší průměr objektivu, tím více světla může náš dalekohled zachytit. Vzhledem k tomu, že průměr oční zorničky je 6 – 8 mm, doporučuje se průměr vstupní pupily stejný. Jinak je část světla ztracena. U kvalitních čočkových přístrojů lze použít zvětšení až kolem trojnásobku průměru objektivu. Při dalším zvětšování klesá kontrast detailů.
První dalekohledy vykazovaly otvorovou a barevnou vadu. K řešení tohoto problému přispěl Johannes Hevelius mimořádně velkou ohniskovou vzdáleností objektivu a tím i celkovou délkou dalekohledu (až 50 m). Isaac Newton použitím zrcadla jako objektivu nebo John Dellond sestrojením achromatického objektivu tvořeného korunovou spojkou a flintovou rozptylkou.
Replika Newtonova dalekohledu.
Zdroj: commons.wikimedia.cz. Autor: Andrew Dunn. Under Creative Commons.
Newtonův zrcadlový dalekohled z roku 1668 se skládá z parabolického zrcadla, které má funkci podobnou spojné čočce. Je ze skla nebo keramického materiálu a povrchově pokoven – nejčastěji hliníkem. Světelné paprsky přicházející z nekonečně vzdáleného objektu se v dalekohledu odrazí od zrcadla do jeho ohniskové roviny, kde jsou malým rovným zrcadélkem odchýleny tak, aby se obraz mohl pozorovat postranním okulárem. Zrcadlový dalekohled vytváří skutečný a převrácený obraz objektu. Ohnisková vzdálenost a světelnost má stejný význam jako u čočkových dalekohledů.
Princip vzniku obrazu v newtonově dalekohledu.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
Konstrukcí zrcadlového dalekohledu se zabýval i Christian Huygens. Jeho konstrukce je složitější, primární zrcadlo je sice také paraboloidické, ale osa paraboloidu není ve středu zrcadla, ale blízko jeho okraje. Primární ohnisko se potom nenachází v tělese dalekohledu, ale vně a odpadají problémy s odklonem paprsků do okuláru. Kromě Newtonovy a Huygensovy konstrukce se používá ještě Cassegrainův dalekohled nebo dalekohled typu "coudé".
Ve srovnání s čočkovým dalekohledem má zrcadlový řadu výhod: opticky je opracována jen jedna plocha místo čtyř, šesti i více; zrcadlo lze podepřít nebo zevnitř vyztužit (lze tedy vyrábět větší zrcadla než čočky); zrcadla lze spojovat a vytvářet z nich velké plochy; pomocí pohyblivých podpěr lze udržovat přesný tvar zrcadla; nemá barevnou vadu.
B. Schmidt v roce 1930 představil korekční desku určenou výhradně pro fotokomory. Spojením této desky a Cassegrainova dalekohledu vznikl tzv. katadioptrický systém, dalekohled Schmidt–Cassegrain, který kombinuje výhody jak zrcadlových, tak i čočkových dalekohledů. V roce 1941 úspěšně nahradil složitou schmidtovu komoru ruský profesor Dimitrij Dimitrijevič Maksutov. Světlo pozorovaného předmětu dopadá na dutovypuklou čočku – meniskus, pak dopadá na duté zrcadlo; po odrazu na zrcadle se vrací k menisku, jehož střední část je postříbřena. Toto malinké zrcátko vrací paprsky odrazem znovu na veliké zrcadlo – na jeho průhledný nepostříbřený střed. Paprsky pak vytvoří obraz předmětů, na něž je dalekohled namířen. Tento obraz pozoruje pozorovatel v okuláru – lupě. Výhodou meniskového dalekohledu je, že netrpí ani kulovou ani sférickou vadou a navíc jsou jeho rozměry daleko menší než u srovnatelných refraktorů nebo reflektorů.
Vizuální dalekohledy slouží k přímému pozorování vzdálených objektů. Shromáždí více světla než oko, ukážou tedy i slabší hvězdy. Slouží také jako sběrače světla pro řadu dalších přístrojů – fotometry, spektrografy aj. Fotografické dalekohledy používáme k zachycení objektu na fotografii. Optika dalekohledu soustředí světlo na fotografický materiál nebo detektor CCD. Důležitou částí dalekohledu je montáž – mechanické otočné zařízení, které umožňuje namířit přístroj k pozorovanému objektu a tento objekt plynule sledovat.
Kromě dalekohledů univerzálních existuje řada konstrukcí pro speciální účely. Například sluneční dalekohled slouží pouze pro sledování Slunce, sluneční magnetograf pro studium slunečního magnetického pole, zenitteleskop pro sledování hvězd u zenitu apod.
