為什麼按螢幕會出現彩虹波紋？牛頓環——很少聽過卻常常偶遇的光學現象

是否曾留意過手機的螢幕保護膜沒貼好時，表面會出現水波狀的彩虹紋路？或用手指去按壓電視或電腦的液晶螢幕時，可能也會出現類似的彩虹波

 ▲手機貼膜沒貼好時出現的彩虹波紋

科學史上第一個對此原理進行分析的人，就是牛頓，因此這類的現象稱為「牛頓環」。這個現象源自當保護膜與螢幕之間有很薄的空氣間隙時，在間隙上下方反射的光線產生的光學干涉。在白光下，常可觀察到彩虹狀的圓環彩色條紋。

▲間隙距離不同時，會因為反射光路徑有些為偏差，而產生干涉。

想像兩層高度貼合的平面，如何檢查是否有灰塵微粒卡在中間，造成不平整的貼合？

雖然乍聽之下，好像是顯微鏡擅長觀察的細微尺度，但實際上要在整片玻璃貼上，找到一粒灰塵，猶如大海撈針，非常困難。牛頓環的現象，剛好就是最有效率的大面積快速檢查方法！

低倍鏡觀察

難度★☆☆☆☆

如何觀察：

可以試試拿兩片平的玻璃（例如玻片），或硬質的透明塑膠片，重疊在一起。由於材質本身不會是完美的平整，可能略有些凹凸不平，緊密重疊後中間仍有間隙。

在光線下傾斜角度找一下，就可能發現彩虹紋。此時若用手指施加力量，使間隙的大小、分佈產生變化，就可以發現彩虹的紋路也隨之而變化。

▲採樣貼紙就是硬質塑膠片，培養皿是塑膠薄板，圓形玻片則是玻璃片。

不過玻片與培養皿要注意施力控制，不要過度導致破裂。

如果你手邊剛好也有 uHandy 行動顯微鏡的一些配件，例如採樣貼紙、培養皿、圓形玻片，也可試試任兩者的相疊平壓，讓微觀尺度如彩虹般地呈現。

延伸知識

【延伸閱讀】牛頓環（維基百科）