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弗朗西斯·阿斯頓

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弗朗西斯·威廉·阿斯頓諾貝爾獎得主
Francis William Aston
出生1877年9月1日
 英格蘭伯明罕
逝世1945年11月20日(1945歲—11—20)（68歲）
 英格蘭劍橋
居住地 英格蘭劍橋
國籍 英國
母校伯明罕大學
劍橋大學
知名於質譜
整數法則
獎項 諾貝爾化學獎（1922年）
科學生涯
研究領域化學、物理
機構劍橋大學
學術指導者J·J·湯姆孫
約翰·亨利·坡印廷

弗朗西斯·威廉·阿斯頓（英語：Francis William Aston，1877年9月1日—1945年11月20日）FRS，英國化學家、物理學家，英國皇家學會院士，俄羅斯科學院榮譽院士。由於「藉助自己發明的質譜儀發現了大量非放射性元素的同位素，以及闡明了整數法則」，他被授予1922年諾貝爾化學獎。[1]

生平

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弗朗西斯·阿斯頓1877年9月1日出生於英國伯明罕。1894年，他在梅森學院（後併入伯明罕大學）開始大學生活，師從約翰·亨利·波因廷學習物理，師從弗蘭克蘭和威廉·蒂爾登學習化學。1896年起，他還在父親家中的私人實驗室里進行有機化學研究。1898年，他獲得福斯特獎學金贊助，成為弗蘭克蘭的學生，主要研究酒石酸化合物的光學性質。1900年起，他在伯明罕的釀酒學校研究發酵學，並被W·巴特勒釀酒廠僱傭，直到1903年返回伯明罕大學擔任波因廷的助理研究員。[2]

1909年，阿斯頓成為伯明罕大學講師。一年後，受J·J·湯姆孫的邀請，轉投劍橋大學卡文迪許實驗室。第一次世界大戰爆發後，他的研究被迫中斷，期間被徵募為皇家空軍服務。戰爭結束後，他重新回到卡文迪許實驗室。[2]

1920年，阿斯頓成為劍橋大學三一學院院士，此後一直在劍橋居住。[3]1921年，阿斯頓當選皇家學會院士，次年獲得諾貝爾化學獎以及皇家學會的休斯獎章。[2]

1945年11月20日，阿斯頓在英國劍橋逝世。[2]

研究貢獻

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1903年，阿斯頓在伯明罕大學研究放電管中的克魯克斯暗區，很快便發現了「阿斯頓暗區現象」。[2][4][5][6]

阿斯頓加盟卡文迪許實驗室時，湯姆孫已經在陰極射線的研究中取得重大成果，轉而研究歐根·戈爾德施泰因發現的陽極射線。湯姆孫和阿斯頓使用威廉·維恩發明的方法，通過磁場使陽極射線的粒子發生偏轉，並通過電場使具有不同電荷和質量的離子分隔開。這些實驗的成果便是首個扇形磁場質譜計的誕生：使離子沿拋物線飛行，將其軌跡記錄到底片上，從而測定其精確質量。

在卡文迪許實驗室初期，阿斯頓已經通過實驗證明了氖的兩種同位素的存在。後來由於一戰，他的研究中斷了5年。1919年，他重回實驗室，繼續對氖的同位素進行研究。很快，他成功研製了第一台質譜儀，並相繼制出性能更高的第二和第三部。藉助這些具備電磁聚焦性能的質譜儀，他鑑別出至少212種天然同位素。[2]通過對大量同位素的研究，他闡述了「整數法則」，即：除了氫以外的所有元素，其原子質量都是氫原子質量的整數倍。並且，通過質譜分析，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。[3][7][8][9]

阿斯頓一生發生許多論文，1922年出版專著Isotopes（《同位素》），1933年重印時更名為Mass-spectra- and Isotopes（《質譜與同位素》）。[3]月球上有以其名字命名的「阿斯頓環形山」。

個人生活

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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，他花了相當多業餘時間投入到自行車運動中。[3]他還參與游泳、高爾夫（尤其是在劍橋與盧瑟福等同事一起[10]）、網球等運動，並且在英格蘭、威爾斯和愛爾蘭舉行的一些公開賽中獲獎。1909年，他到檀香山學習衝浪。出身於音樂世家的他，能夠彈奏鋼琴、小提琴和大提琴，時常在劍橋演出。[3]另外，他還熱衷於在世界各地旅行。[11][12]

相關條目

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參考文獻

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  1. ^ The Nobel Prize in Chemistry 1922. 諾貝爾基金會. [2008年12月21日]. （原始內容存檔於2013年6月22日） （英語）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Biography. 諾貝爾基金會. [2008年12月21日]. （原始內容存檔於2009年1月14日） （英語）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Cambridge Physicists - Francis William Aston. 劍橋大學物理系. [2008年12月21日]. （原始內容存檔於2007年7月21日） （英語）. 
  4. ^ （英文）F. W. Aston. Experiments on the Length of the Cathode Dark Space with Varying Current Densities and Pressures in Different Gases. Proceedings of the Royal Society of London. Series A (London: The Royal Society). Apr 24, 1907, 79 (528): 80–95. 
  5. ^ （英文）F. W. Aston. Experiments on a New Cathode Dark Space in Helium and Hydrogen. Proceedings of the Royal Society of London. Series A (London: The Royal Society). Dec 9, 1907, 80 (535): 45–49. 
  6. ^ （英文）F. W. Aston. The Distribution of Electric Force in the Crookes Dark Space. Proceedings of the Royal Society of London. Series A (London: The Royal Society). Jan 26, 1911, 84 (573): 526–535. 
  7. ^ （英文）F. W. Aston. The constitution of atmospheric neon. Philosophical Magazine. 1920, 39 (6): 449–455. 
  8. ^ （英文）F. W. Aston. A new mass-spectrograph and the whole number rule. Proc Roy Soc London (Series A) (London: The Royal Society). 1927, 115: 487–514. 
  9. ^ （英文）Herbert Budzikiewicz and Ronald D. Grigsby. Mass spectrometry and isotopes: A century of research and discussion. Mass Spectrometry Reviews (New York: John Wiley & Sons). 30 Aug 2005, 25 (1): 146–157. ISSN 0277-7037. OCLC 7626296. doi:10.1002/mas.20061. [永久失效連結]
  10. ^ （英文）Kevin M. Downard. Cavendish's crocodile and dark horse: The lives of Rutherford and Aston in parallel. Mass Spectrometry Reviews (New York: John Wiley & Sons). 1 Jun 2007, 26 (5): 713–723. ISSN 0277-7037. OCLC 7626296. doi:10.1002/mas.20145. [永久失效連結]
  11. ^ （英文）G. Hevesy. Francis William Aston. 1877-1945. Obituary Notices of Fellows of the Royal Society (The Royal Society). May 1948, 5 (16): 634–650. 
  12. ^ （英文）Kevin M. Downard. Historical Account: Francis William Aston: the man behind the mass spectrograph. European Journal of Mass Spectrometry (IM Publications). 2007, 13 (3): 177–190. ISSN 1356-1049. doi:10.1255/ejms.878. （原始內容存檔於2008年10月29日）. 

外部連結

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取自「https://zh-two.iwiki.icu/w/index.php?title=弗朗西斯·阿斯顿&oldid=82463804」