뉴턴의 원무늬

요약 얇은 막에 의한 빛의 간섭현상으로, 한쪽 면이 평면인 볼록렌즈를 볼록한 면이 아래를 향하도록 둔 상태에서 빛을 렌즈의 중심부에 비추면 렌즈의 중심부를 기준으로 동심원 모양의 간섭무늬가 생기는 것을 가리킨다. 렌즈를 검사할 때 주로 이용하는 현상이다.

뉴턴 링 또는 뉴턴 환(環)이라고도 한다. 평면유리 위에 곡률반지름이 몇 m 이상으로 크고 한쪽 면이 평면인 볼록렌즈의 볼록면을 대고, 위쪽에서 수직으로 빛을 쬐어주어 반사광 또는 투과광을 관측하면, 접촉점을 중심으로 여러 개의 동심원(同心圓) 무늬가 나타난다. 1665년 R.훅에 의해 처음으로 관측되었으나, 그후 뉴턴에 의해 원무늬의 반지름이 정밀하게 측정되었기 때문에 뉴턴의 원무늬라고 한다.

이것은 평면유리와 한쪽 면이 평면인 볼록렌즈의 볼록면 사이에 얇은 공기층이 있기 때문에 생기는 빛의 간섭무늬이다. 보통의 빛에서는 빛깔을 띠어 아롱져 보이나, 단색광(單色光)을 쬐어 관측하면 명암이 뚜렷한 무늬가 보인다. 또 투과광에서는 명암이 완전히 반대가 된다.




렌즈의 곡률이 일정하고 유리가 완전한 평면이면 무늬도 완전한 동심원이 된다. 이 경우 반사광에 의한 무늬의 반지름 r는 빛의 파장 λ와 렌즈의 곡률반지름 R에 의해서 결정되며, 2r²/R=λ(2m＋1)의 관계를 만족시키는 반지름 r인 원주를 따라 중심에서 m번째의 밝은 무늬가 보인다. T.영에 의한 빛의 파동설의 근거가 된 현상이며, 응용면에서는 이것을 이용해 렌즈의 곡률이나 유리의 평탄도(平坦度)를 조사한다.