阿斯顿

弗朗西斯·威廉·阿斯顿（英语：Francis William Aston，1877年9月1日－1945年11月20日），英国化学家、物理学家，英国皇家学会院士，俄罗斯科学院荣誉院士。由于“借助自己发明的质谱仪发现了大量非放射性元素的同位素，以及阐明了整数法则”，他被授予1922年诺贝尔化学奖。弗朗西斯·阿斯顿1877年9月1日出生于英国伯明翰。1894年，他在梅森学院（后并入伯明翰大学）开始大学生活，师从约翰·亨利·波因廷学习物理，师从弗兰克兰和威廉·蒂尔登学习化学。1896年起，他还在父亲家中的私人实验室里进行有机化学研究。1898年，他获得福斯特奖学金赞助，成为弗兰克兰的学生，主要研究酒石酸化合物的光学性质。1900年起，他在伯明翰的酿酒学校研究发酵学，并被W·巴特勒酿酒厂雇佣，直到1903年返回伯明翰大学担任波因廷的助理研究员。1909年，阿斯顿成为伯明翰大学讲师。一年后，受J·J·汤姆孙的邀请，转投剑桥大学卡文迪许实验室。第一次世界大战爆发后，他的研究被迫中断，期间被征募为皇家空军服务。战争结束后，他重新回到卡文迪许实验室。1920年，阿斯顿成为剑桥大学三一学院院士，此后一直在剑桥居住。1921年，阿斯顿当选皇家学会院士，次年获得诺贝尔化学奖以及皇家学会的休斯奖章。1945年11月20日，阿斯顿在英国剑桥逝世。1903年，阿斯顿在伯明翰大学研究放电管中的克鲁克斯暗区，很快便发现了“阿斯顿暗区现象”。阿斯顿加盟卡文迪许实验室时，汤姆孙已经在阴极射线的研究中取得重大成果，转而研究欧根·戈尔德施泰因发现的阳极射线。汤姆孙和阿斯顿使用威廉·维恩发明的方法，通过磁场使阳极射线的粒子发生偏转，并通过电场使具有不同电荷和质量的离子分隔开。这些实验的成果便是首个扇形磁场质谱计的诞生：使离子沿抛物线飞行，将其轨迹记录到底片上，从而测定其精确质量。在卡文迪许实验室初期，阿斯顿已经通过实验证明了氖的两种同位素的存在。后来由于一战，他的研究中断了5年。1919年，他重回实验室，继续对氖的同位素进行研究。很快，他成功研制了第一台质谱仪，并相继制出性能更高的第二和第三部。借助这些具备电磁聚焦性能的质谱仪，他鉴别出至少212种天然同位素。通过对大量同位素的研究，他阐述了“整数法则”，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。并且，通过质谱分析，他解释了造成实际值与上述法则偏差的原因是同位素的存在。阿斯顿一生发生许多论文，1922年出版专著Isotopes（《同位素》），1933年重印时更名为Mass-spectra- and Isotopes（《质谱与同位素》）。月球上有以其名字命名的“阿斯顿环形山”。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，他花了相当多业余时间投入到自行车运动中。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。出身于音乐世家的他，能够弹奏钢琴、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。1901年：范托夫 | 1902年：费歇尔 | 1903年：阿伦尼乌斯 | 1904年：拉姆齐 | 1905年：拜尔 | 1906年：莫瓦桑 | 1907年：比希纳 | 1908年：卢瑟福 | 1909年：奥斯特瓦尔德 | 1910年：瓦拉赫 | 1911年：居里 | 1912年：格林尼亚、萨巴捷 | 1913年：维尔纳 | 1914年：理查兹 | 1915年：维尔施泰特 | 1918年：哈伯 | 1920年：能斯特 | 1921年：索迪 | 1922年：阿斯顿 | 1923年：普雷格尔 | 1925年：席格蒙迪1926年：斯韦德贝里 | 1927年：威兰 | 1928年：温道斯 | 1929年：哈登、奥伊勒-切尔平 | 1930年：费歇尔 | 1931年：博施、贝吉乌斯 | 1932年：朗缪尔 | 1934年：尤里 | 1935年：F·约里奥-居里、I·约里奥-居里 | 1936年：德拜 | 1937年：霍沃思、卡勒 | 1938年：库恩 | 1939年：布特南特、鲁日奇卡 | 1943年：德海韦西 | 1944年：哈恩 | 1945年：维尔塔宁 | 1946年：萨姆纳、诺思罗普、斯坦利 | 1947年：鲁宾逊 | 1948年：蒂塞利乌斯 | 1949年：吉奥克 | 1950年：迪尔斯、阿尔德1951年：麦克米伦、西博格 | 1952年：马丁、辛格 | 1953年：施陶丁格 | 1954年：鲍林 | 1955年：迪维尼奥 | 1956年：欣谢尔伍德、谢苗诺夫 | 1957年：托德 | 1958年：桑格 | 1959年：海罗夫斯基 | 1960年：利比 | 1961年：卡尔文 | 1962年：佩鲁茨、肯德鲁 | 1963年：齐格勒、纳塔 | 1964年：霍奇金 | 1965年：伍德沃德 | 1966年：马利肯 | 1967年：艾根、诺里什、波特 | 1968年：昂萨格 | 1969年：巴顿、哈塞尔 | 1970年：莱洛伊尔 | 1971年：赫茨贝格 | 1972年：安芬森、摩尔、斯坦 | 1973年：菲舍尔、威尔金森 | 1974年：弗洛里 | 1975年：康福思、普雷洛格1976年：利普斯科姆 | 1977年：普里高津 | 1978年：米切尔 | 1979年：布朗、维蒂希 | 1980年：伯格、吉尔伯特、桑格 | 1981年：福井谦一、霍夫曼 | 1982年：克卢格 | 1983年：陶布 | 1984年：梅里菲尔德 | 1985年：豪普特曼、卡尔 | 1986年：赫施巴赫、李远哲、波拉尼 | 1987年：克拉姆、莱恩、佩德森 | 1988年：戴森霍费尔、胡贝尔、米歇尔 | 1989年：奥尔特曼、切赫 | 1990年：科里 | 1991年：恩斯特 | 1992年：马库斯 | 1993年：穆利斯、史密斯 | 1994年：欧拉 | 1995年：克鲁岑、莫利纳、罗兰 | 1996年：柯尔、克罗托、斯莫利 | 1997年：博耶、沃克、斯科 | 1998年：科恩、波普 | 1999年：兹韦勒 | 2000年：黑格、麦克德尔米德、白川英树2001年：诺尔斯、野依良治、夏普莱斯 | 2002年：芬恩、田中耕一、维特里希 | 2003年：阿格雷、麦金农 | 2004年：切哈诺沃、赫什科、罗斯 | 2005年：肖万、格拉布、施罗克 | 2006年：科恩伯格 | 2007年：埃特尔 | 2008年：下村脩、查尔菲、钱永健 | 2009年：约纳特、拉马克里希南、施泰茨 | 2010年：赫克、根岸英一、铃木章 | 2011年：谢赫特曼 | 2012年：莱夫科维茨、科比尔卡 | 2013年：卡普拉斯、列维特、瓦舍尔 | 2014年：贝齐格、赫尔、莫尔纳尔 | 2015年：林达尔、莫德里奇、桑贾尔 | 2016年：索瓦日、斯托达特、费林加 | 2017年：杜博歇、法兰克、亨德森 | 2018年：阿诺德、温特、史密斯 | 2019年：古迪纳夫、惠廷厄姆、吉野彰