什么是牛頓環(huán)？在光學上，牛頓環(huán)是一個薄膜干涉現(xiàn)象。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的同心圓環(huán)。例如用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸，在日光下或用白光照射時，可以看到接觸點為一暗點，其周圍為一些明暗相間的彩色圓環(huán)；而用單色光照射時，則表現(xiàn)為一些明暗相間的單色圓圈。這些圓圈的距離不等，隨離中心點的距離的增加而逐漸變窄。它們是由球面上和平面上反射的光線相互干涉而形成的干涉條紋。
牛頓環(huán)的原理并不復(fù)雜，它一種光的干涉圖樣．是牛頓在1675年首先觀察到的．將一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在一塊玻璃平板，用單色光照射透鏡與玻璃板，就可以觀察到一些明暗相間的同心圓環(huán)．圓環(huán)分布是中間疏、邊緣密，圓心在接觸點o．從反射光看到的牛頓環(huán)中心是暗的，從透射光看到的牛頓環(huán)中心是明的．若用白光入射．將觀察到彩色圓環(huán)．牛頓環(huán)是典型的等厚薄膜干涉．凸透鏡的凸球面和玻璃平板之間形成一個厚度均勻變化的圓尖劈形空氣簿膜，當平行光垂直射向平凸透鏡時，從尖劈形空氣膜上、下表面反射的兩束光相互疊加而產(chǎn)生干涉．同一半徑的圓環(huán)處空氣膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉圖樣呈圓環(huán)狀．這種由同一厚度薄膜產(chǎn)生同一干涉條紋的干涉稱作等厚干涉．
牛頓在光學中的一項重要發(fā)現(xiàn)就是牛頓環(huán)。這是他在進一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩問題時提出來的。牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了牛頓環(huán)，并做了精確的定量測定，可以說已經(jīng)走到了光的波動說的邊緣，但由于過分偏愛他的微粒說，始終無法正確解釋這個現(xiàn)象。事實上，這個實驗倒可以成為光的波動說的有力證據(jù)之一。直到19世紀初，英國科學家托馬斯·楊才用光的波動說圓滿地解釋了牛頓環(huán)實驗。
牛頓環(huán)在生產(chǎn)制造上有著很普遍的運用：判斷透鏡表面凸凹、精確檢驗光學元件表面質(zhì)量、測量透鏡表面曲率半徑和液體折射率。還可以應(yīng)用于光譜儀、把復(fù)合光分離成單色光的組成。