Vidi kôd stranice Paul Hermann Scherrer

<!--'''Paul Hermann Scherrer'''-->{{Znanstvenik
| ime                     = Paul Hermann Scherrer 
| slika                   = Scherrer.jpg
| slika_širina            = 200px
| naslov                  = 
| datum_rođenja           = [[3. veljače]] [[1890.]]
| mjesto_rođenja          = [[St. Gallen]], [[Švicarska]]
| datum_smrti             = [[25. rujna]] [[1969.]]
| mjesto_smrti            = [[Zürich]], [[Švicarska]]
| prebivalište            =
| državljanstvo           = [[Švicarci|Švicarac]]
| narodnost               = 
| etnicitet               = 
| polje                   = [[Fizika]]
| radna_institucija       = [[ETH Zürich]] <br> [[Sveučilište u Göttingenu]]
| alma_mater              = [[ETH Zürich]] <br> [[Sveučilište u Göttingenu]]
| doktorski_mentor        = [[Peter Debye]]
| doktorski_studenti      = [[Fritz Zwicky]]
| poznat_po               = [[Debye-Scherrerova metoda]]
| autor_kratica_bot       = 
| autor_kratica_zoo       = 
| nagrade                 =  
| religija                = 
| fusnote                 = 
}}

[[datoteka:Glow discharge regions.jpg|mini|desno|300px|Otkriće [[Rendgenske zrake|rendgenskih zraka]] nastalo je s ispitivanjem [[Katodno zračenje|katodnih zraka]].]]

[[datoteka:X-ray diffraction pattern 3clpro.jpg|mini|desno|300px|Svaka točka, nazvana [[refleksija]], u ovom [[ogib]]nom (difrakcijskom) uzorku nastaje iz konstruktivne [[Interferencija valova|interferencije]] raspršenih rendgenskih zraka koje prolaze kroz [[kristal]]. Podaci se mogu koristiti za određivanje kristalne strukture.]]

[[datoteka:PIA16217-MarsCuriosityRover-1stXRayView-20121017.jpg|mini|desno|300px|Prvi rendgenski [[difrakcija|difrakcijski]] pogled na [[mars]]ovsku analizu tla - ''CheMin'' otkriva [[feldspat]], [[Pirokseni|piroksene]], [[olivin]] i druge (Curveness rover na "Rocknest", 17. listopada 2012.).]]

[[datoteka:Coolidge_xray_tube.jpg|mini|desno|300px|[[William David Coolidge|Coolidgeova]] [[rendgenska cijev]] iz 1917. Užarena [[katoda]] je na lijevo, a [[anoda]] je na desno. [[Rendgenske zrake]] zrače u sredini prema dolje.]]

'''Paul Hermann Scherrer''' ([[St. Gallen|Sankt Gallen]], 3. veljače 1890. – [[Zürich]], 25. rujna  1969.), švicarski [[fizičar]] . [[Profesor]] fizike u Zürichu (od 1916. do 1960.) i ravnatelj Fizikalnog instituta Sveučilišta u Zürichu (od 1920. do 1960.). Bavio se istraživanjem [[Kristalna rešetka|kristalne strukture]] praškastih uzoraka [[ogib]]om rendgenskih zraka, pa je zajedno s P. Debyeom Peter Debye razvio jednu od metoda [[Rendgenska strukturna analiza|rendgenske strukturne analize]] ([[Debye-Scherrerova metoda]], 1916.). Godine 1946. bio je izabran za predsjednika Švicarske komisije za atomsku energiju. <ref> '''Scherrer, Paul Hermann''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=54859] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.</ref>

== Otkriće rendgenskih zraka ==
{{glavni|Rendgenske zrake}}

[[Wilhelm Conrad Röntgen|W. C. Röntgen]] objavljuje [[1895.]] da je u modificiranoj [[Crookesova cijev|Crookesovoj cijevi]] otkrio nevidljive zrake koje izazivaju [[fluorescencija|fluorescenciju]], prolaze kroz [[materija|materiju]], te se ne otklanjaju u [[magnetsko polje|magnetskom polju]]. Röntgen je te zrake nazvao ''X-zrake'' zbog njihove nepoznate prirode. Iako se poslije pokazalo da su takve zrake već bile uočene u nekim pokusima, na primjer [[Nikola Tesla]] proizveo ih je djelovanjem [[električno polje|električnog polja]] visoke frekvencije, Röntgen ih je prvi istražio, primijenio i shvatio njihovu prirodu. Te se zrake proizvode u posebnim cijevima koje se zovu [[Rendgenska cijev|rendgenske cijevi]].

Röntgen je odmah uočio mnoge sličnosti s [[svjetlost|vidljivom svjetlošću]]. Rendgenske zrake se šire u pravcima, bacaju oštre sjene, djeluju na [[Fotografija|fotografsku]] ploču i u nekim tvarima izazivaju [[Fluorescencija|fluorescenciju]]. Ali po nekim svojstvima činilo se da se razlikuju od vidljive svjetlosti. Zapazio je njihovu izvanrednu prodornost, i nije ih mogao sabiti s [[Leća (optika)|lećom]] u [[žarište]], a pokusi s lomom svjetlosti ([[Indeks prelamanja|refleksija]]) i [[Refrakcija|refrakcijom]] novih zraka nisu mu uspjeli. Tek kada je 1912. Max von Laue dokazao da rendgenske zrake mogu ogibati ([[Ogib|difrakcija]]), postalo je jasno da su one transverzalni [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetski valovi]], kao i vidljiva svjetlost, od koje se razlikuju po mnogo kraćim valnim duljinama. <ref>"The history, development, and impact of computed imaging in neurological diagnosis and neurosurgery: CT, MRI, DTI" [http://precedings.nature.com/documents/3267/version/5 Nature Precedings DOI: 10.1038/npre.2009.3267.5].</ref>

Otkriće rendgenskih zraka nastalo je s ispitivanjem [[Katodno zračenje|katodnih zraka]]. Röntgen je 1895. opazio da iz mjesta na koje padnu katodne zrake izlaze neke zrake. Nove zrake pokazuju slične osobine s [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskim valovima]]. One se ne daju svinuti električnim ili magnetskim poljima, nisu dakle struje nabijenih električnih čestica. Iz ovih osobina Röntgen je zaključio da su nove zrake [[val]]ovi. Kasnije ispitivanje potpuno je potvrdilo ovo mišljenje. Deset godina poslije Röntgenova otkrića uspio je C. B. Barkla proizvesti [[Polarizirana svjetlost|polarizirane]] rendgenske zrake. [[Polarizacija]] bila je znak da su rendgenske zrake [[transverzalni val]]ovi.

Konačno se to pitanje moglo riješiti tek otkrićem [[Interferencija valova|interferentnih]] i [[ogib]]nih pojava. Međutim, tu su sva nastojanja ostala dugo vremena uzaludna. Svi [[optika|optički]] aparati pokazali su se pregrubi. [[Valna duljina]] rendgenskih zraka morala je biti vrlo sitna. Tad je M. Laue 1912. došao na sretnu ideju da interferencije izazove prolaskom rendgenskih zraka kroz [[kristal]]. U kristalu su [[atom]]i poredani u pravilnim razmacima, i takav raspored atoma mora djelovati kao optička mreža na one valove kojima je valna duljina otprilike jednaka razmaku između atoma. Pokusi su potpuno potvrdili Laueova očekivanja. Prolazeći kroz kristale, rendgenske zrake bacaju slične ogibne slike kao i [[vidljiva svjetlost]] kad prođe kroz optičku mrežu. Iz same ogibne slike može se po zakonima optike proračunati valna duljina rendgenskih zraka, kao i razmak između atoma u [[kristalna rešetka|kristalnoj rešetki]]. 

Od obične svjetlosti rendgenske se zrake razlikuju mnogo manjom valnom duljinom. Valne duljine rendgenskih zraka po tisuću puta su manje od vidljive svjetlosti. Kratka valna duljina daje rendgenskim zrakama veliku prodornost. One mogu nesmetano prolaziti kroz tanke listiće materije. Tek prolazom kroz deblje slojeve bivaju zrake postepeno apsorbirane. Apsorpcija rendgenskih zraka jako zavisi od vrste tvari. Jače ih apsorbiraju elementi s većom [[Relativna atomska masa|atomskom težinom]]. Tako [[Olovo (element)|olovo]] znatno jače prigušuje rendgenske zrake od lakog [[vodik]]a ili [[kisik]]a. Na tom svojstvu osniva se primjena rendgenskih zraka u [[medicina|medicini]]. Kosti živih bića građene su pretežno od [[kalcij]]a, dok se meso sastoji ponajviše od [[ugljik]]a, vodika i kisika. Budući da kalcij apsorbira rendgenske zrake mnogo jače od ugljika, vodika i kisika, to prolazom kroz organizam ostavljaju rendgenske zrake na fotografskoj ploči slike kostiju, kao i ostalih osobitih tvari, na primjer [[Žučni kamenci|žučnih kamenaca]].

Rendgenske zrake nastaju udarom katodnih zraka na čvrste tvari na [[metal]]e. Kad prolaze pored [[atomska jezgra|atomskih jezgri]], [[elektron]]i bivaju zakočeni, a tom prilikom [[Emisija|emitiraju]] [[svjetlost]]. Po [[Maxwellove jednadžbe|Maxwellovoj teoriji]] svako usporavanje [[električni naboj|električnih naboja]] praćeno je emisijom elektromagnetskih valova. Što su veće početne [[brzina|brzine]] i što su elektroni naglije zakočeni, to prodornije rendgenske zrake emitiraju. Rendgenske zrake koje nastaju kočenjem elektrona imaju kontinuirano raspodijeljene [[frekvencija|frekvencije]] (takozvana bijela rendgenska svjetlost). 

U Lauevu pokusu prolazi bijela rendgenska svjetlost kroz kristal i ostavlja na fotografskoj ploči ogibnu sliku. Svijetle točke na Laueovu dijagramu odgovaraju rendgenskim zrakama s točno određenom valnom duljinom. Prolazeći kroz kristal, nije rendgenska zraka svake valne duljine sposobna da interferira. [[Kristalna rešetka]] "odabire" iz kontinuuma valnih duljina one koje se prilagođuju prostornom rasporedu njenih čvorišta. Laueov pokus ustvari je vrlo zamršen i ne da se tako lako odgonetati.

Pregledniji su odnosi kod modifikacije Lauova pokusa, koju je izveo W. H. Bragg. Tu interferiraju rendgenske zrake, koje se "reflektiraju" na kristalu. Kristal neka je tako rezan da njegova granica teče paralelno s ravninama simetrije kristala. Kod [[grafit]]a to su ravnine u kojima su [[atom]]i gusto poredani u pravilne šesterokute. Kad rendgenske zrake padnu na kristal, tad se jedan dio reflektira već na samoj granici, a drugi dio ulazi u kristal. Taj dio opet se djelomično reflektira na prvoj paralelnoj ravnini simetrije kristala, a djelomično ulazi dublje u kristal. Na taj način reflektiranu rendgensku zraku sastavljaju one zrake, koje su reflektirane na prvoj, drugoj, trećoj ravnini i tako dalje. [[Superpozicija titranja|Superpozicijom tih zraka]] može se rendgenska svjetlost oslabiti ili pojačati. Ako je razlika u putovima zraka između dviju kristalnih ravnina jednaka valnoj duljini ili cijelom broju valnih duljina, tad se sve reflektirane zrake sastavljaju s istom fazom. Imamo pojačanje. 

Razmak između dviju ravnina simetrije označit ćemo s ''d''. Kut zrake s granicom kristala označit ćemo sa ''θ''. Između zrake koja se reflektira na granici kristala i zrake koja se reflektirala na prvoj paralelnoj ravnini postoji razlika u putovima jednaka 2∙''d∙sin θ''. Najveća (maksimalna) jakost (intenzitet) rendgenskih zraka dobiva se tamo, gdje je:

:<math> 2 \cdot d \cdot \sin \theta = n \cdot \lambda </math>

gdje je: ''n'' = 1, 2, 3, … 

Zbog svoje velike prodornosti, rendgenske se zrake reflektiraju na velikom broju ravnina, pa se znatna jakost (intenzitet) dobiva tamo gdje je točno ispunjen Braggov uvjet. Inače, superpozicijom mnoštva valova različitih faza rendgenske zrake se ugase. 

Bacimo li bijelu rendgensku zraku pod određenim kutom na kristal, dobivamo reflektirane zrake samo određene valne duljine. Prilike su tu slične Laueovu pokusu. Prednost Braggove metode vidi se tek jasno kad se uzmu monokromatske rendgenske zrake. Kut ''θ'', pod kojim padaju rendgenske zrake na kristal, može se u pokusu lako mijenjati. Kad rendgenske zrake određene valne duljine padnu na kristal, opazit će se refleksija samo kod određenih kutova ''θ''. Ti kutovi odgovaraju Braggovu uvjetu za ''n'' = 1, 2, 3, … i tako dalje. Motreći ove određene kutove refleksije, možemo izmjeriti valnu duljinu rendgenskih zraka ili razmak između ravnina u kristalu. Na ovaj način odredio je Bragg prvi put razmak između atoma u kristalu [[Kuhinjska sol|kuhinjske soli]]. 

Na osnovu Braggova uvjeta mogu se izgraditi posebni aparati za mjerenje rendgenskih spektara. Često se upotrebljava rendgenski [[spektrograf]] s kristalom koji se vrti. Kroz uski otvor baci se na kristal oštri snop rendgenskih zraka. Vrtnjom kristala mijenja se kut ''θ''. Imamo li rendgenske zrake tek nekoliko valnih duljina, ta se refleksija opaža samo kod nekih određenih kutova kristala. Imamo li bijelu rendgensku svjetlost, to nam osvjetljenje filma daje sprektralnu raspodjelu energije na valne duljine. 

Jednu drugu metodu za ispitivanje kristalnih struktura pomoću rendgenskih zraka pronašli su [[Peter Debye|P. Debye]] i P. H. Scherrer. Njihova metoda u neku ruku je obrat Laueova pokusa. Dok Laue pušta bijelu rendgensku svjetlost kroz pravilni kristal, Debye i Scherrer došli su na ideju da monokromatske rendgenske zrake puste kroz zbijenu kristalnu prašinu. Ona se sastoji od mnoštva sitnih kristala, koji su nasumce razbacani u svim smjerovima. Prolaze li monokromatske rendgenske zrake kroz mnoštvo kristalića, naići se na niz kristalnih ravnina, kod kojih je ispunjen Braggov uvjet. Ne "bira" tu kristal određene valne duljine, kao kod Laueova pokusa, nego monokromatska svjetlost "bira" kristaliće, na kojima se može reflektirati. Tih kristalića ima u kaotičnom mnoštvu uvijek dovoljan broj da se dobije mjerljiva jakost (intenzitet) rendgenskih zraka. Prednost je Debye-Scherrerove metode u tome što joj nisu potrebni veliki pravilni kristali.

Rendgenoskopskim metodama osvijetljena je struktura čvrstog tijela. [[Kristalna rešetka]] sa svom geometrijskom pravilnošću odražava se u rendgenskoj svjetlosti. No pored toga može se na osnovu rendgenskih snimaka dobiti i uvid u strukturu [[ion]]a ili [[molekula]] koji izgrađuju kristalne rešetke. Rendgenoskopske metode postaju sve više najmoćnijim sredstvom [[kemičar]]a za proučavanje materije. <ref> [[Ivan Supek]]: "Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.</ref>

== Izvori ==
{{izvori}}

{{GLAVNIRASPORED:Scherrer, Paul Hermann}}
[[Kategorija:Švicarski fizičari]]