弗朗西斯·阿斯頓 - 簡介

弗朗西斯·威廉·阿斯頓由于“借助自己發(fā)明的質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了大量非放射性元素的同位素，以及闡明了整數(shù)法則”，他被授予1922年諾貝爾化學(xué)獎。 

弗朗西斯·阿斯頓 - 簡歷

1877年出生于英格蘭伯明翰；

1900年在伯明翰大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位；

1903年在伯明翰大學(xué)研究氣體放電現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)了阿斯頓暗區(qū)。

1909年受J.J.湯姆生邀請，來到劍橋大學(xué)卡文迪什實驗室，擔(dān)任其助手；

1919年發(fā)明質(zhì)譜儀；

1920年任劍橋大學(xué)三一學(xué)院研究員；

1921年被選為英國皇家學(xué)會會員；

1922年獲諾貝爾化學(xué)獎；

1945年在劍橋去世。

弗朗西斯·阿斯頓 - 質(zhì)譜的發(fā)明

1913年時，阿斯頓在卡文迪什實驗室與J.J.湯姆生一起研究氖的同位素，當(dāng)時他就發(fā)現(xiàn)多數(shù)化學(xué)元素是幾種質(zhì)量不同但化學(xué)性質(zhì)相同的原子的集合物。第一次世界大戰(zhàn)后，他繼續(xù)了此項研究，1919年他利用電磁聚焦發(fā)明了第一臺質(zhì)譜。利用質(zhì)譜，他迅速發(fā)現(xiàn)天然存在的287種同位素中的至少212種。他因發(fā)明質(zhì)譜和發(fā)現(xiàn)非放射性元素的同位素而獲1922年諾貝爾化學(xué)獎。

弗朗西斯·阿斯頓 - 生平

弗朗西斯·威廉·阿斯頓 Francis William Aston

弗朗西斯·阿斯頓1877年9月1日出生于英國伯明翰。1894年，他在梅森學(xué)院（后并入伯明翰大學(xué)）開始大學(xué)生活，師從約翰·亨利·波因廷學(xué)習(xí)物理，師從弗蘭克蘭和威廉·蒂爾登學(xué)習(xí)化學(xué)。1896年起，他還在父親家中的私人實驗室里進行有機化學(xué)研究。1898年，他獲得福斯特獎學(xué)金贊助，成為弗蘭克蘭的學(xué)生，主要研究酒石酸化合物的光學(xué)性質(zhì)。1900年起，他在伯明翰的釀酒學(xué)校研究發(fā)酵學(xué)，并被 W·巴特勒釀酒廠雇傭，直到1903年返回伯明翰大學(xué)擔(dān)任波因廷的助理研究員。

1909年，阿斯頓成為伯明翰大學(xué)講師。一年后，受J·J·湯姆孫的邀請，轉(zhuǎn)投劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，他的研究被迫中斷，期間被征募為皇家空軍服務(wù)。戰(zhàn)爭結(jié)束后，他重新回到卡文迪許實驗室。

1920年，阿斯頓成為劍橋大學(xué)三一學(xué)院院士，此后一直在劍橋居住。1921年，阿斯頓當(dāng)選皇家學(xué)會會士，次年獲得諾貝爾化學(xué)獎以及皇家學(xué)會的休斯獎?wù)隆?br>
1945年11月20日，阿斯頓在英國劍橋逝世。

弗朗西斯·阿斯頓 - 學(xué)術(shù)貢獻

1903年，阿斯頓在伯明翰大學(xué)研究放電管中的克魯克斯暗區(qū)，很快便發(fā)現(xiàn)了“阿斯頓暗區(qū)現(xiàn)象”。阿斯頓加盟卡文迪許實驗室時，湯姆孫已經(jīng)在陰極射線的研究中取得重大成果，轉(zhuǎn)而研究歐根·戈爾德施泰因發(fā)現(xiàn)的陽極射線。湯姆孫和阿斯頓使用威廉·維恩發(fā)明的方法，通過磁場使陽極射線的粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并通過電場使具有不同電荷和質(zhì)量的離子分隔開。這些實驗的成果便是首個扇形磁場質(zhì)譜計的誕生：使離子沿拋物線飛行，將其軌跡記錄到底片上，從而測定其精確質(zhì)量。在卡文迪許實驗室初期，阿斯頓已經(jīng)通過實驗證明了氖的兩種同位素的存在。后來由于一戰(zhàn)，他的研究中斷了5年。1919年，他重回實驗室，繼續(xù)對氖的同位素進行研究。很快，他成功研制了第一臺質(zhì)譜儀，并相繼制出性能更高的第二和第三部。借助這些具備電磁聚焦性能的質(zhì)譜儀，他鑒別出至少212種天然同位素。通過對大量同位素的研究，他闡述了“整數(shù)法則”，即：除了氫以外的所有元素，其原子質(zhì)量都是氫原子質(zhì)量的整數(shù)倍。并且，通過質(zhì)譜分析，他解釋了造成實際值與上述法則偏差的原因是同位素的存在。阿斯頓一生發(fā)生許多論文，1922年出版專著 Isotopes（《同位素》），1933年重印時更名為Mass-spectra- and Isotopes（《質(zhì)譜與同位素》）。月球上有以其名字命名的“阿斯頓環(huán)形山”。

弗朗西斯·阿斯頓 - 個人生活

阿斯頓熱愛運動，定期到瑞士、挪威等地參加越野滑雪、滑雪等冬季項目。年輕時，他花了相當(dāng)多業(yè)余時間投入到自行車運動中。他還參與游泳、高爾夫（尤其是在劍橋與盧瑟福等同事一起）、網(wǎng)球等運動，并且在英格蘭、威爾士和愛爾蘭舉行的一些公開賽中獲獎。1909年，他到檀香山學(xué)習(xí)沖浪。出身于音樂世家的他，能夠彈奏鋼琴、小提琴和大提琴，時常在劍橋演出。另外，他還熱衷于在世界各地旅行。