Galileu foi o primeiro a fazer uso científico do telescópio, ao fazer observações astronômicas com ele. Descobriu assim que a Via Láctea é composta de miríades de estrelas (e não era uma "emanação" como se pensava até essa época), descobriu ainda os satélites de Júpiter, as montanhas e crateras da Lua. Todas essas descobertas foram feitas em março de 1610 e comunicadas ao mundo no livro Sidereus Nuncius ("O Mensageiro das Estrelas") em março do mesmo ano em Veneza . A observação dos satélites de Júpiter, levaram-no a defender o sistema heliocêntrico de Copérnico.
A mesma é formada por uma lente convergente (plano-convexa ou biconvexa) funcionando como a objetiva e uma lente divergente (plano-côncavo ou bicôncava) servindo como ocular. A lente ocular intercepta os raios convergentes provenientes do objeto, tornando-os paralelos e formando assim uma imagem virtual, ampliada e reta.
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