在天文观测中，除了射电观测，非可见光天文观测还包括红外观测、紫外观测、X射线观测和γ射线观测等。由于这几种天文观测受地球大气的影响更大，人们往往将望远镜安装在飞机上，或用热气球载上高空。此后又用火箭、航天飞机和卫星等空间技术将望远镜送到地球大气层外。

对于天文观测来说，由于天体光线暗弱，天文观测用望远镜口径（物镜片直径）大小是最重要的。口径越大、通光量就越大，成本、体积就越大。世界上对于天文望远镜的命名，也都是以口径称呼的，如：120厘米级、2.16米级（中国最大）、6米级（前苏联和世界最大）。所以如果经济条件许可，天文观测用望远镜首先应尽量选择大口径的。倍数=物镜焦距/目镜焦距，所以在磨制镜片时只要增加物镜焦距或者减少目镜焦距既可得到更高的倍率，如果愿意，倍数可以轻易地做到几百几千倍以上，但实际上一架望远镜合理的使用倍数是受物镜口径、观测环境限制的：口径大的倍数可以高些，但这也是有限度的，即使用天文台使用的大型天文望远镜：其最高倍数一般也只是几百倍，这是因为观测环境对望远镜的影响更大，随着陪数的增高，大气中的灰尘、气流也会被同时放大。同时倍数越高，观测视场就越小、越暗、导致分辨力下降，反而使观测效果降低，这也是为什么要耗巨资在太空中安置哈勃望远镜的原因。另外高倍率对望远镜的稳定性要求也极高，在几十倍时，很小的碰动也会使望远镜的景物发生抖动，几百倍时即使很轻的微风也会导致景物抖动不停，难以正常观测。高倍所导致视场变小的另一大不足是寻找目标极为困难，用过天文望远镜的朋友都有这种体会：想要用高倍望远镜寻找一个目标是很麻烦的，好容易找到所要观测的目标后，又会因地球的自转而使目标很快离开视场，又得重新寻找。因此说盲目追求高倍是不实际的。根据光学规律和长期的经验表明，一架望远镜的最大实用倍率为D值左右（D=物镜口径，毫米），如一架望远镜口径为50mm，其最大实用倍率不应超过50倍。在天文观测中，除了月球、太阳、几大行星、星团、星云、星系等天体由于距地球相对近些或大些，可以观测到视面，对于其它所有的恒星来讲，由于距地球实在太遥远，即使是太空中的哈勃望远镜进化论多少倍看到的也只是一个亮点。但口径越大看到的恒星亮点也就越多，所以对于天文望远镜来讲同双筒望远镜一样，口径比倍率更重要，由于天文观测都是固定在三角架上，因此体积大些无关紧要。

为了尽可能多的收集探测目标，大面阵的CCD已经成为天文观测科学家的标配；与此同时为了收集更多星等的目标，极低的暗噪声也是天文光测者的关注点；天文观测站普遍远离市区等人员、灯光聚集区域，使得风冷或者水冷，尤其是水冷大受青睐。

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