“如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。”——牛顿

1675年，牛顿在研究胡克提出的“肥皂薄膜色彩”问题时，第一次发现的“牛顿环”现象。

 

牛顿环也被称作“牛顿圈”。当我们将一块平凸透镜放在玻璃平板上，并用单色光照射透镜和玻璃板时，就可以观察到一些明暗相间的同心圆。

内疏外密的牛顿环牛顿环是一种光的干涉现象，它的发现为光的“波动说”提供了有力的佐证。

通过观察，我们不难发现，“牛顿环”呈现出一种中间疏、边缘密分布规律。那么，产生这种规律的原因是什么呢？

我们可以从以下三个方面进行分析。

一、相干光源

牛顿环现象属于薄膜干涉现象。这里所指的“薄膜”是平凸透镜和玻璃平板之间的空气膜。它的相干光源分别为空气膜上表面的反射光线和空气膜下表面的反射光线。由于光源相同，两列反射光线的步调一致。因此，在平凸透镜表面出现亮条纹的条件是：空气膜上、下表面反射光线的光程差正好是半波长的偶数倍，即波长的整数倍。

二、环形条纹产生的原因

首先，我们将问题简化——把一个玻璃倒圆锥放置在玻璃平板表面。 设空气层上下表面间的高度为d，即两反射光线的光程差为2d。 若2d等于光半波长的偶数倍，即波长整数倍时，该位置为加强点，即会出现亮条纹。（在高中阶段，暂不讨论介质中半波损失问题。）通过几何关系的推导，我们可以得到两条纹间距与空气层顶端倾角成一定的关系。由于倒圆锥角度一定，则相邻两条纹间距相等。 而且，根据倒圆锥几何特点，空气层同一d值的点不止一个，其集合为一个圆（即等厚干涉现象）。又由于在倒圆锥模型中，亮纹间距相等，因此，我们观察到的是一个个分布均匀的同心圆。

三、牛顿环内疏外密的原因
与前面的倒圆锥模型不同，平凸透镜下表面与平玻璃板之间的夹角在不断变化。由于夹角内小外大，相应的，其条纹间距内大外小。因此，我们可以观察到，牛顿环的亮纹分布为内疏外密。