1877年9月1日,弗朗西斯·阿斯顿(Francis Aston)出生于英国伯明翰。他发明了质谱仪,发现了同位素并得出元素的整数法则。
阿斯顿1893年在梅森学院(Mason College,后并入伯明翰大学)开始大学学习,物理老师是约翰·亨利·波因廷(John Henry Poynting),化学老师是弗兰克兰(Frankland)和威廉·蒂尔登(Tilden)。从1896年开始,他还在父亲的房子里开展有机化学实验。
1900年起,阿斯顿在伯明翰的酿酒学校研究发酵学,受雇于酿酒厂实验室。此时相比化学,他对物理的偏爱显现出来。他设计并建造了新型的泵,用来将容器抽真空。他因此对真空管中的气体放电产生兴趣。
1903年,阿斯顿返回大学担任波因廷的助理研究员,1909年成为讲师。
一年后,阿斯顿受到约瑟夫·汤姆孙(J. J. Thomson)邀请,加入剑桥大学卡文迪许实验室。当时,汤姆孙对阴极射线研究已很深入,阿斯顿开始研究阳极射线。通过研究,他确定惰性气体氖有两种同位素。
阿斯顿的第三个质谱仪(复制品)
一战打断了研究,阿斯顿1919年回归。他发明了质谱仪,并用于研究了原子核的化学和物理性质。
阿斯顿发现了至少212种同位。通过研究,他总结出元素的整数法则(Whole Number Rule),即除了氢以外的所有元素,其原子质量都是氢原子质量的整数倍,造成实际值与上述法则偏差的原因是同位素的存在。他因此获得1922年诺贝尔化学奖。
阿斯顿测量了氦4的核,确定它的质量比所含成分单个质量加起来小。阿斯顿的发现,让人们意识到,核聚变可能是一种潜在的能源
阿斯顿热爱运动,定期到瑞士、挪威等地参加越野滑雪、滑雪等冬季项目。年轻时从事自行车运动中。他还参与游泳、高尔夫(尤其是在剑桥与卢瑟福等同事一起)、网球等运动,并且在英格兰、威尔士和爱尔兰举行的一些公开赛中获奖。1909年,他到檀香山学习冲浪。阿斯顿能弹奏钢琴、小提琴和大提琴,时常在剑桥演出。另外,他还热衷于在世界各地旅行。
1945年11月20日,阿斯顿在剑桥去世,时年68岁。
资料来源:
https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.5.031041/full/
http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1922/aston-bio.html
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