ニュートンリング





 

何が起こったのだろうか？

ガラス板の上にレンズを置き、その上に単色光（一つの色の光）を当てると同心円状に模様が表示されます。
このとき、レンズがほぼ平面に近いほど曲率がほとんどない場合、パターンが明確に現れることです。

Newton ring
このような現象の原因は、レンズの曲面と平面ガラス面の間に薄い空気層によって作り出されたものです。ここで垂直に単色光を入射させると、レンズの球面で反射した光と、ガラス板の表面で反射した光が互いに干渉を起こし、上から見る丸い干渉縞が表示されます。

相殺干渉と補強干渉

相殺干渉
レンズ面とガラス板の間隔が1/4波長の偶数倍であれば、レンズ面で起きた反射波とガラス板で起きた反射波の位相が互いに相殺されて暗く見えます。

補強干渉
レンズ面とガラス板の間隔が1/4波長の奇数倍であれば、レンズ面で起きた反射波とガラス板で起きた反射波の位相が互いに合わさって明るく見え。

ニュートンリング式

入射される光の波長を「λ」、レンズの曲率半径を「R」、レンズの中心からの距離を「r」とすると、光の強さ「I」は、次のように表示されます。

Newton ring\[ I\, =\, 4{ I }_{ 0 }{ Sin }^{ 2 }(\frac { \pi { r }^{ 2 } }{ \lambda R } ) \]

ニュートンリング効果の応用

  • レンズの曲面が均一であることを確認するときに使用されます。
    Newton ring
  • ニュートンリング現象は、フィルムの画像をスキャナを介して読み込むときに起こることがあります。
    フィルムとスキャナの表面が正確に届かなくて起こる現象です。
    フィルムをスキャナに入れるとき、フィルムの外部スキャナガラスに直接触れるようにすると、この現象を防ぐことができます。(EPSONカラーガイドからの引用)
    Newton ring