牛顿式反射望远镜（英文名：Newtonian reflector）是反射式望远镜的一种，是牛顿在1668年发明的。
牛顿式反射望远镜是由凹面主镜，平面副镜和天文望远镜目镜组成的。牛顿反射镜最主要结构是凹面主镜，它的作用是将来自于遥远天体的光线汇集，之后反射于平面副镜上。平面副镜的作用是将反射回来的光折入调焦座中以同目镜对焦。通过眼镜观察目镜即可看到被放大的天体物像。天体的光从镜筒开口处（右侧）射入，在镜筒底部（左侧）受到一块凹面主镜的反射而汇聚，汇聚的焦点本来位于右边镜筒开口附近，牛顿在焦点前面安装了一个小巧的平面镜（被称为副镜），以45°角把光线从侧面以90°反射了出去，在侧面安装天文望远镜目镜进行观测。
由于牛顿式反射望远镜采用凹面反射镜作为物镜，而凹面镜可以用金属材料制造，从而突破了口径的瓶颈。因此，牛顿式反射望远镜的发明是望远镜技术发展里程中的一次重要飞跃。
历史沿革
1668年，牛顿发明的反射望远镜主要是在主镜反射光束中加一块平面镜，与主镜光轴交角45°，使光束折转90°，从而使天体像成于镜筒外侧，便于观测。1672年，牛顿又制成了一种新的反射望远镜，一般称为牛顿望远镜，口径仅2.5cm，全长不过15cm，但具有光力强的优点，可以放大40倍，成像清晰，可与2m长的折射望远镜媲美，现仍保存在伦敦皇家自然知识促进学会作为珍品收藏。
结构及原理
牛顿式反射望远镜是由凹面主镜，平面副镜和天文望远镜目镜组成的。牛顿反射镜最主要结构是凹面主镜，它的作用是将来自于遥远天体的光线汇集，之后反射于平面副镜上。平面副镜的作用是将反射回来的光折入调焦座中以同目镜对焦。通过眼镜观察目镜即可看到被放大的天体物像。
天体的光从镜筒开口处（右侧）射入，在镜筒底部（左侧）受到一块凹面主镜的反射而汇聚，汇聚的焦点本来位于右边镜筒开口附近，牛顿在焦点前面安装了一个小巧的平面镜（被称为副镜），以45°角把光线从侧面以90°反射了出去，在侧面安装天文望远镜目镜进行观测。
优缺点
优点
牛顿式反射望远镜的最大优点在于相同口径时比折射望远镜便宜，而且由于光线不进入玻璃的内部，也就没有色差。
缺点
牛顿式反射望远镜的缺点是副镜的挡光会降低成像的反差，目镜在镜筒的前端使用也不够方便，长途运输时的震动还会改变主镜和副镜光轴的相对位置，需要经常的调整。
使用
牛顿式反射望远镜结构简单，容易获得较大的口径，是天文爱好者尤其是目视爱好者最广泛使用的望远镜类型之一。但是，由于运输、搬运、架设等因素，导致牛顿式反射望远镜的光轴出现偏移，每次使用前都需要进行校准，否则将影响望远镜性能的发挥。目前，主要的光轴校准方法有校准目镜法、激光校准器法、星点法等。其中激光校准器法简单、直观，可单人在夜间完成，是最简单快捷的方法。但由于激光校准器自身的精度不稳定，导致应用的实际效果大打折扣。
误差及其校准原理
激光校准器的基本构造包括金属圆筒、激光器以及紧固/校准螺丝三个部分，日常使用时利用紧固/校准螺丝保持、调整激光器与金属圆筒的同轴性。由于受机械精度、震动等因素的影响，这种同轴性需要经常检验和调整，使激光器光轴与金属圆筒中轴线重合。
基于这种构造，在投影平面上产生的误差有两种情况，即光轴与中轴相交或平行。无论是出现哪种情况的误差，当激光器绕中轴旋转时，投射出的光斑都会形成一个以中轴线与投影面交点为中心的圆。如果我们能够消除这个“圆”，使光斑与“圆心”重合，困扰我们的校准问题也就解决了。这就是校准的基本原理。根据这个基本原理，校准装备包括一个基座和一个投影面，其中基座用于支撑激光器并使其能够稳定地绕中轴线旋转，投影面则用来显示光斑的轨迹。基座和投影面之间有一段距离，称为基线，假设基线长度为L。第一种误差（相交）形成的投影圆半径为：R=Ltanα，即基线越长，R越大，误差放大的程度越高，系统的校准精度越高；第二种误差（平行）形成的投影圆半径为R=d，即误差的放大程度与基线长短无关，但第二种误差在出现微小的扰动（如校准螺丝微小的旋转）时就会转变为第一种误差，因此可以认为在现实中第二种误差不存在。综上，基线的长度决定了校准的精度。在激光校准器工作时，校准器插入调焦座，置于焦点附近，激光照射到主镜后再返回激光器，整个工作光路长度大约为2f（f为反射镜焦距），因此基线L的长度不应小于2f，才能保障校准的基本精度要求。
校准装备制作
基座
基座是整个校准装备的重要组成部分，其作用是使激光器能稳定地绕中轴线旋转，笔者采用了简易V形支撑结构。如图3所示，该基座由一块木板和四颗铁钉构成的两个V字形支撑组成。V字形支撑的制作要把握两个要点：一是铁钉要稍微粗些，以保证刚性；二是两个V字形结构的间距要根据自己的激光器结构把握好，应使V字结构的某个部位能够贴合激光器的特定部位，避免在旋转过程中出现前后位移。或者在侧前方补上一颗钉子，使得激光器旋转时与其贴合。这里要特别注意，在旋转时激光校准器不能出现前后位移。
投影面
投影面的制作更为简单，只需在墙面上贴一张白纸作为靶纸即可，尽可能保证纸张的平整。
装备检验
准备就绪后，需对整个校准装备自身进行检验。校准装备的检验也很简单：
1、标记激光校准器在基座上的位置，打开激光器，在投影面上记录其光斑位置。
2、在基座上旋转激光器一周，回到原来标记的位置，检验光斑是否还能还原到先前的位置。如果无法回到原来的位置，可能是由V字形结构刚性不够、旋转时基座出现了位移、旋转时激光器出现了前后位移等原因造成的，需要仔细查找原因并进行调整。
激光校准器校准
校准装备制作完成后，就可以实施激光核准器的校准了。
固定基座
在底座上贴点双面胶，粘到桌子上，避免不经意碰撞导致位移。
贴投影面
打开激光器，旋转，根据光斑的位置在墙面上贴好投影靶纸。
记录误差轨迹
旋转激光器，在靶纸上记录投射点。
调整校准
以圆形轨迹的圆心（粗略估计即可）作为校准的目标点。然后，调整激光器的三颗校准螺丝使光斑投射到目标点上。校准螺丝的使用也有一定的技巧，不能漫无边际地乱拧。首先，旋转激光器使其中一颗校准螺丝大致处于垂直于水平面的状态，这时光斑相对于目标点的位置，就可反映出螺丝调节的方向。如果光斑偏上，那就需要松上螺丝，紧左螺丝和右螺丝；如果光斑偏左，就松左螺丝，紧右螺丝。如果偏右，就松右螺丝，紧左螺丝。把握松和紧的程度也需一些技巧，如果偏差比较大，就先松再紧，而且紧的时候留点余地，避免紧过度了不易回头；如果偏差已经比较小，就尽量不要松相应的调节螺丝。
重复步骤3和4，直至旋转激光器时光斑位置不变。
在实际校准时，要做到光斑完全不动几乎不可能，因为光斑本身是一个不规则的面，当精度达到一定的程度后，我们追求的是圆心位于这个面内，这时候就很难再进一步校准，这个基线长度下的校准就到此为止了。所以这个光斑越圆、越小，就越有助于校准。高质量的激光器可以做到1mm光斑，有利于更好的校准。
价值意义
由于牛顿式反射望远镜采用凹面反射镜作为物镜，而凹面镜可以用金属材料制造，从而突破了口径的瓶颈。因此，牛顿式反射望远镜的发明是望远镜技术发展里程中的一次重要飞跃。
相关事件
2025年1月，河南郑州一名14岁的初中生叫马俊鹤，在物理实践课上偶尔学习到望远镜的制作方法后，他想制作一个属于自己的天文望远镜。马俊鹤的零花钱有限，除了镜片是网购的之外，其他材料全靠东拼西凑，镜筒用别人不要的塑料管，镜架拆了自己的架子鼓，失败了十几次，最终用几十元的成本做出了牛顿反射式望远镜，还能清晰看到月亮表面。
参考资料
牛顿反射望远镜.故宫博物院.2024-08-16
天文学名词.中国科学院国家天文台.2025-01-19
【科普时间到】—人眼的延伸——如何看清世间万物？.中国科学院西安光学精密机械研究所.2025-01-19
为什么牛顿反射望远镜从侧面看?.北京天文馆.2025-01-19
望远镜博览.中国科普博览.2025-01-19
大参考.新浪微博.2025-01-19