Ogled vira Uklon

[[slika:Laser Interference.JPG|thumb|right|220px|Uklonski vzorec [[rdeča|rdeče]]ga [[laser]]skega [[žarek|snopa]] na plošči po prehodu iz majhne krožne odprtine na drugi plošči]]
[[slika:Two-Slit_Diffraction.png|thumb|right|220px|Interferenca uklonjenega valovanja za dvojno režo. </br> Smeri označene s puščicami so smeri ojačitev, med njimi so smeri oslabitev (neoznačeno) valovanja. <math>d \!</math> pomeni razdaljo med režama, <math> \lambda \!</math> je [[valovna dolžina]] valovanja, <math> m \!</math> je red maksimuma, <math> \theta \!</math> je uklonski kot.]] 
{{drugipomeni}}
'''Uklon''' ali '''difrakcija''' je širjenje [[valovanje|valov]] ([[elektromagnetno valovanje]] različnih valovnih dolžin, [[valovanje]] na [[voda|vodi]] ali v [[zrak]]u) v področje [[senca|sence]]. Pojav se opazi vedno, kadar valovanje naleti na neprozorno oviro ali na majhne odprtine. Podoben [[fizikalni pojav|pojav]] se opazi tudi, kadar valovanje potuje skozi sredstvo s spremenljivim [[lomni količnik|lomnim količnikom]]. Ker pa imajo tudi snovni delci valovne značilnosti, se opaža pojav uklona tudi z [[osnovni delec|osnovnimi delci]]. 

Pojav se najlepše opazuje, kadar imajo ovire velikost [[valovna dolžina|valovnih dolžin]] valovanja. Če so ovire mnogokratne (npr. [[uklonska mrežica]]), pride po prehodu ovire do zapletenih oblik, ki nastanejo zaradi [[interferenca|interference]].

== Huygensovo načelo in uklon ==
[[slika:Refraction on an aperture - Huygens-Fresnel principle.svg|thumb|right|220px|Uklon valovanja kot ga razložimo s Huygensovim načelom.]]

Širjenje valovanja pojasnjuje [[Huygensovo načelo]], ki pravi, da je vsaka točka [[valovno čelo|valovnega čela]] nov izvor krogelnega vala, ki nadaljuje pot z isto hitrostjo kot izvorni val. Iz dvojne reže zaradi tega dobimo dva krogelna vala (poenostavitev). Na nekaterih mestih za režo pride do ojačanja amplitude valov (konstruktivna interferenca), na drugih pa do zmanjšanja amplitude valov (destruktivna interferenca). Ta pojav imenujemo [[interferenca]] (superpozicija). 

[[slika:Young Diffraction.png|right|thumb|right|220px|[[Thomas Young (fizik)|Youngova]] risba uklona na dveh režah. Risba je bila predstavljena [[Kraljeva družba|Kraljevi družbi]] (Royal Society) leta 1803.]]

== Uklon na zaslonki ==

Najenostavnje je opisati uklon na površini (dvorazsežnostni problem). Takšen je na primer uklon valovanja na vodni površini. 

=== Uklon na eni reži ===
[[slika:Diffraction1_sl.png|thumb|right|220px|Spreminjaje [[jakost (fizika)|jakos]]ti svetlobe v odvisnosti od uklonskega kota v ravnini reže.]] 

Uklon valovanja za oviro, ki ima samo eno režo je precej enostaven za opis in razumevanje. Po prehodu reže na zaslonki dobimo na drugi strani interferenčno sliko, ki kaže [[maksimum]]e in [[minimum]]e v [[jakost (fizika)|jakost]]i svetlobe. Kadar je do določene točke razlika  v poteh enaka <math> \lambda /2 \!</math> ali je mnogokratnik te vrednosti pride do oslabitve jakosti svetlobe, nasprotno pa pride do ojačanja, kadar je razlika enaka valovni dolžini <math> \lambda \!</math> ali njenemu mnogokratniku. To se lahko zapiše kot:

: <math> d\,\sin\theta_{n} = n\lambda \!\, , </math>

kjer je:
* <math>d \!</math> širina reže 
* <math>n \!</math> [[celo število]], različno od nič
* <math> \theta \!</math> [[kot]] uklona

== Uklon na okrogli odprtini ==
{{glavni|Airyjev disk}}

Slika, ki jo da uklon na okrogli reži, se imenuje [[Airyjev disk]]. Jakost svetlobe v odvisnosti od kota je enaka:

: <math> I(\theta) = I_0 \left ( \frac{2 J_1(ka \sin \theta)}{ka \sin \theta} \right )^2 \!\, , </math>

kjer je:
* <math> a \!</math> polmer reže
* <math> k \!</math> je enak <math> 2\pi /\lambda \!</math>
* <math> J_1 \!</math> je [[Besselova funkcija]]
* <math> \theta \!</math> uklonski kot

== Uklon na uklonski mrežici ==
{{glavni|uklonska mrežica}}

Uklonska mrežica vsebuje ponavljajočo se  strukturo, ki uklanja svetlobo. Pri tem dobimo v različnih smereh ojačanja. Smeri teh ojačanj so odvisne od strukture mrežice in valovne dolžine vpadajoče svetlobe. Jakost kaže izrazite maksimume v smereh določenih kotov, ki jih dobimo z naslednjim obrazcem:

: <math> d \left( \sin{\theta_m} + \sin{\theta_i} \right) = m \lambda \!\, , </math>

kjer je:
*  <math> \theta _ m\!</math> kot maksimuma
*  <math> \theta _ i\!</math> kot pod katerim vpada svetloba
*  <math> d \!</math> razdalja med zarezami v mrežici
*  <math> m  \!</math>  celo število (pozitivno ali negativno)
[[Slika:Beugungsgitter.svg|right|thumb|220px|Uklon na kristalni mreži (g = konstanta mreže, φ = kot uklona, d = razlika v poteh)]]

== Braggov uklon ==
{{glavni|Braggov uklon}}
[[slika:Bragg.svg|right|thumb|220px|Uklon na kristalni mreži (Braggov uklon)]]

Braggov uklon je uklon, ki ga opazimo pri uklonu valovanja z izredno kratkimi valovnimi dolžinami (npr. [[rentgenski žarki]]) na [[kristalna mreža|kristalni mreži]]. Podobno se na kristalni mreži uklanjajo tudi [[nevtron]]i in [[elektron]]i.
Koti v katerih pride do ojačitev (maksimumi) valovanja so:

* <math> m \lambda = 2 d \sin \theta \!\, , </math>

kjer je:
* <math> \lambda\!</math> [[valovna dolžina]], 
* <math> d \!</math> razdalja med ravninami v [[kristal]]u 
* <math> \theta \!</math> kot pod katerim se širijo uklonjeni valovi
* <math> m \!</math> celo število (red uklonjenega žarka)

== Uklon osnovnih delcev ==
''Glej [[uklon elektronov]] in [[uklon nevtronov]] ''

[[Kvantna teorija]] pravi, da se vsi [[osnovni delec|osnovni delci]] obnašajo tudi kot valovi. Zaradi tega lahko kaže žarek osnovnih delcev [[interferenca|interferenco]] in uklon kot ga kaže vsako valovanje. Valovna dolžina, ki je povezana z osnovnim delcem je enaka [[de Brogliejevo valovanje|de Broglijevi valovni dolžini]]:

: <math> \lambda=\frac{h}{p} \!\, , </math>

kjer je:
* <math>h \!</math> [[Planckova konstanta]]
* <math> p \!</math> [[gibalna količina]] delca
Makroskopski delci imajo tako majhno valovno dolžino, da uklona ne moremo videti. 

== Omejitve zaradi uklona ==

Optični sistemi imajo omejitev v [[ločljivost]]i zaradi uklona svetlobe. Svetloba se ne fokusira v toči, ampak dobimo Airyjev disk, ki ima sicer središčno točko v goriščni ravnini. Polmer diska do prvega minimuma je enak:

: <math> d = 1,22 \lambda N \!\, , </math>

kjer je:
* <math> \lambda \!</math> valovna dolžina svetlobe
* <math>  N \!</math> [[zaslonsko število]] (goriščna razdalja deljena s premerom)

[[Kotna ločljivost]] je enaka:

: <math> \sin \theta = 1,22 \frac{\lambda}{D} \!\, , </math>

kjer je:

* <math> D \!</math> premer [[vstopna zenica|vstopne zenice]]

== Glej tudi ==

* [[Fraunhoferjev uklon]]
* [[Fresnelov uklon]]
* [[uklonsko območje]] <!-- en:Diffraction-limited system -->

== Sklici ==

{{sklici|1}}

== Zunanje povezave ==

* [http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/index-en.html Uklon v kristalografiji] {{ikona en}}
* [http://www.acoustics.salford.ac.uk/feschools/waves/diffract2.htm Uklon v akustiki] {{ikona en}}
* [http://www.johnsankey.ca/diffraction.html Uklon v fotografiji] {{ikona en}}
* [http://www.mathpages.com/home/kmath636/kmath636.htm Opis pojava] [[ikona en}
* [http://www.lightandmatter.com/html_books/5op/ch05/ch05.html#Section5.1 Opis uklona] {{ikona en}}
* [http://www.falstad.com/wave2d/ Simulacija (aplet)] {{ikona en}}
* [http://www.falstad.com/diffraction/ Simulacija uklona] {{ikona en}}

[[Kategorija:Fizikalni koncepti]]
[[Kategorija:Uklon| ]]
{{normativna kontrola}}