Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фрэнсис Уильям Астон
Фрэнсис Уильям Астон.jpg
Родившийся( 1877-09-01 )1 сентября 1877 г.
Харборн , Бирмингем, Англия, Соединенное Королевство Великобритании и Ирландии
Умер20 ноября 1945 г. (1945-11-20)(68 лет)
Кембридж , Англия, Соединенное Королевство
Национальностьанглийский
ГражданствоБританский
Альма-матерМейсон-колледж (выданный Лондонским университетом )
Тринити-колледж, Кембридж
Известен
Правило целых чисел масс-спектрографа
Aston Dark Space [1]
НаградыМедаль Маккензи Дэвидсона (1920 г.)
Нобелевская премия по химии (1922 г.)
Медаль Хьюза (1922 г.)
Медаль Джона Скотта (1923 г.)
Медаль Патерно (1923 г.)
Королевская медаль (1938 г.)
Медаль и премия Дадделла (1944 г.)
Научная карьера
ПоляХимия , физика
УчрежденияТринити-колледж, Кембридж
ДокторантПерси Ф. Франкленд [ необходима ссылка ]
Другие научные консультантыДж. Дж. Томсон
Джон Генри Пойнтинг [1]
Уильям А. Тилден [1]

Фрэнсис Уильям Астон FRS [2] (1 сентября 1877 - 20 ноября 1945) был английским химиком и физиком , получившим в 1922 году Нобелевскую премию по химии за открытие с помощью своего масс-спектрографа изотопов многих нерадиоактивных элементов и за его формулировку правила целого числа . [3] [4] Он был членом Королевского общества [2] и членом Тринити-колледжа в Кембридже . [5]

Ранняя жизнь [ править ]

Колледж Мэйсона до его включения в Бирмингемский университет; это здание было разрушено в 1964 году.

Фрэнсис Астон родился в Харборне , теперь часть Бирмингема, 1 сентября 1877 года. [6] [7] Он был третьим ребенком и вторым сыном Уильяма Астона и Фанни Шарлотты Холлис. Он получил образование в школе викария Харборн, а затем в колледже Малверн в Вустершире, где он был пансионером. В 1893 году Фрэнсис Уильям Астон начал учебу в Мейсон-колледже (который тогда был внешним колледжем Лондонского университета), где он преподавал физику Джон Генри Пойнтинг и химию Франкланд и Тилден . С 1896 г. он проводил дополнительные исследования по органической химии.в частной лаборатории в доме отца. В 1898 году он начал учиться во Франкленде на стипендию Форстера; его работа касалась оптических свойств соединений винной кислоты . Он начал работать над химией ферментации в пивоваренной школе в Бирмингеме и в 1900 году работал на пивоварне W. Butler & Co.

Исследование [ править ]

Получив стипендию Бирмингемского университета , он продолжил исследования в области физики после открытия рентгеновских лучей и радиоактивности в середине 1890-х годов. Астон изучал ток через заполненную газом трубку . Исследование, проведенное с использованием самодельных газоразрядных трубок, привело его к исследованию объема темного пространства Aston . [8] [9] [10]

После смерти отца и кругосветного путешествия в 1908 году он был назначен лектором в Бирмингемском университете в 1909 году, но в 1910 году переехал в Кавендишскую лабораторию в Кембридже по приглашению Дж. Дж. Томсона .

Бирмингемский университет присвоил ему степень бакалавра прикладных / чистых наук в 1910 г. [ необходима цитата ] и степень доктора прикладных / чистых наук в 1914 г. [11]

Джозеф Джон Томсон раскрыл природу катодного луча, а затем открыл электрон, и теперь он проводил исследования положительно заряженного " канала ", открытого Ойгеном Гольдштейном в 1886 году. Был открыт метод отклонения частиц в "канал" с помощью магнитных полей от Вильгельма Wien в 1908 году; сочетание магнитного и электрического полей позволило разделить разные ионы по их соотношению заряда и массы. Ионы с определенным соотношением заряд / масса оставят характерный параболический след на фотографической пластинке, впервые демонстрируя, что атомы одного элемента могут иметь разные массы. Результатом этих экспериментов стал первый масс-спектрометр секторного поля .[12]

Реплика третьего масс-спектрометра Aston

Именно предположения об изотопии непосредственно привели к созданию масс-спектрометра, способного разделять изотопы химических элементов. Первоначально Aston работал над идентификацией изотопов в элементе неон, а затем в хлоре и ртути. Первая мировая война остановила и отложила его исследования по предоставлению экспериментального доказательства существования изотопов с помощью масс-спектроскопии, а во время войны Астон работал в Королевском авиастроительном заводе в Фарнборо в качестве технического помощника, занимающегося аэронавигационными покрытиями.

После войны он вернулся к исследованиям в Кавендишской лаборатории в Кембридже и завершил построение своего первого масс-спектрографа, о котором сообщил в 1919 году. [13] Последующие усовершенствования прибора привели к разработке второго и третьего прибора с улучшенным разрешением по массе. точность мощности и массы. Эти инструменты, использующие электромагнитную фокусировку, позволили ему идентифицировать 212 изотопов природного происхождения. В 1921 году Астон стал членом Международного комитета по атомным весам [14] и членом Королевского общества [2], а в следующем году получил Нобелевскую премию по химии .

Его работа с изотопами также привела к формулировке правила целых чисел, которое гласит, что «масса изотопа кислорода определяется [как 16], все другие изотопы имеют массы, которые очень близки к целым числам», - правило, которое использовалось активно участвует в развитии атомной энергетики . Была измерена точная масса многих изотопов, что привело к тому, что водород имеет массу на 1% больше, чем ожидалось, исходя из средней массы других элементов. Астон размышлял о субатомной энергии и ее использовании в 1936 году.

Изотопы [15] и Масс-спектры и изотопы [16] - его самые известные книги.

Частная жизнь [ править ]

Внешнее видео
значок видеоМайкл А. Грейсон, Открытие изотопов элементов (Часть II: Фрэнсис Уильям Астон) , Профили в химии, Фонд химического наследия

В своей личной жизни он был спортсменом, катался на беговых лыжах и коньках зимой, во время своих регулярных поездок в Швейцарию и Норвегию ; лишенный этих зимних видов спорта во время Первой мировой войны, он начал заниматься скалолазанием. В возрасте от 20 до 25 лет он проводил большую часть своего свободного времени, катаясь на велосипеде. С изобретением моторизованных транспортных средств он сконструировал собственный двигатель внутреннего сгорания в 1902 году и участвовал в автогонке Гордона Беннета в Ирландии в 1903 году. Не довольствуясь этими видами спорта, он также занимался плаванием, гольфом, особенно с Резерфордом и другими коллегами в Кембридже. , [17]теннис, выиграв несколько призов на открытых турнирах в Англии, Уэльсе и Ирландии и изучив серфинг в Гонолулу в 1909 году. Родом из музыкальной семьи, он был способен играть на фортепиано, скрипке и виолончели на таком уровне, что регулярно играл на концертах в Кембридже. . Он посетил множество мест по всему миру в рамках обширных туристических туров, начиная с 1908 года с поездки в Австралию и Новую Зеландию, которую он снова посетил в 1938–1939 годах. [2] [18]

Астон был опытным фотографом и интересовался астрономией . Он присоединился к нескольким экспедициям по изучению солнечных затмений в Бенкебене в 1925 году, Суматре в 1932 году, Магоге в Канаде 31 августа 1932 года и Камишари Хоккайдо, Япония, 19 июня 1936 года. Он также планировал посетить экспедиции в Южную Африку в 1940 году и в Бразилию в 1945 году. жизнь. Он никогда не был женат.

Смерть [ править ]

Астон умер в Кембридже 20 ноября 1945 года. Ему было 68 лет. [5]

Наследие [ править ]

В его честь был назван лунный кратер Астон .

Британское масс-спектрометрическое общество награждает его медалью Астон .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Фрэнсис У. Астон - Биографический" . NobelPrize.org . Нобелевский фонд . Проверено 5 октября 2017 года .
  2. ^ a b c d Хевеши, Г. (1948). «Фрэнсис Уильям Астон. 1877–1945». Уведомления о некрологе членов Королевского общества . 5 (16): 634–650. DOI : 10.1098 / RSBM.1948.0002 . JSTOR 768761 . S2CID 191531223 .  
  3. ^ «Нобелевская премия по химии 1922 года» . Нобелевский фонд . Проверено 14 апреля 2008 года .
  4. ^ Сквайрс, Гордон (1998). «Фрэнсис Астон и масс-спектрограф». Сделки Далтона . 0 (23): 3893–3900. DOI : 10.1039 / a804629h .
  5. ^ a b "Умирает доктор Ф. У. Астон. Лауреат Нобелевской премии по химии в 1922 году. Известен своей работой с изотопами. В туре по этой стране 23 года назад он предвидел высвобождение новой энергии. Разрабатывал изотопы. Возглавлял комитет по атомам Читал лекции в этой стране » . Нью-Йорк Таймс . 22 ноября 1945 . Проверено 6 августа 2010 года . Сегодня было объявлено о смерти доктора Фрэнсиса Уильяма Астона, члена Королевского общества и научного сотрудника Тринити-колледжа в Кембридже. Ему было 68 лет.
  6. ^ Мемориальная доска № 1616 на открытых мемориальных досках
  7. ^ Kevin M. Downard (2015). «Фрэнсис Уильям Астон». Энциклопедия масс-спектрометрии . 9B . С. 6–8. DOI : 10.1016 / B978-0-08-100379-4.00048-4 . ISBN 9780081003794.
  8. ^ Фрэнсис Уильям Астон (1907). «Эксперименты на новом катодном темном пространстве в гелии и водороде» . Труды Королевского общества А . 80 (535): 45–49. Bibcode : 1907RSPSA..80 ... 45А . DOI : 10,1098 / rspa.1907.0072 . JSTOR 92589 . 
  9. ^ Фрэнсис Уильям Астон (1907). «Эксперименты по длине темного пространства катода при различных плотностях тока и давлениях в разных газах» . Труды Королевского общества А . 79 (528): 80–95. Bibcode : 1907RSPSA..79 ... 80А . DOI : 10,1098 / rspa.1907.0016 . JSTOR 92573 . 
  10. ^ Фрэнсис Уильям Астон (1911). «Распределение электрической силы в темном пространстве Крукса» . Труды Королевского общества А . 84 (573): 526–535. Bibcode : 1911RSPSA..84..526A . DOI : 10,1098 / rspa.1911.0005 . JSTOR 93257 . 
  11. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 27 февраля 2012 года . Проверено 28 сентября 2014 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  12. ^ Джонс, Марк. «Газовая хроматография-масс-спектрометрия» . Американское химическое общество . Дата обращения 19 ноября 2019 .
  13. ^ D.Sc, FW Aston MA (1 декабря 1919). "LXXIV. Спектрограф положительных лучей" . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 38 (228): 707–714. DOI : 10.1080 / 14786441208636004 . ISSN 1941-5982 . 
  14. ^ FW Aston; и другие. (1923). «Отчет Международного комитета по химическим элементам: 1923 год». Варенье. Chem. Soc. 45 (4): 867–874. DOI : 10.1021 / ja01657a001 .
  15. ^ Астон, Фрэнсис Уильям (1922). Изотопы . Лондон: Э. Арнольд. п. 152 .
  16. ^ Астон, Фрэнсис Уильям (1933). Масс-спектры и изотопы . Лондон: Эдвард Арнольд.
  17. ^ KM Downard (2007). "Крокодил Кавендиша и Темная Лошадь - Параллельная жизнь Резерфорда и Астона" . Обзоры масс-спектрометрии . 26 (5): 713–723. Bibcode : 2007MSRv ... 26..713D . DOI : 10.1002 / mas.20145 . PMID 17546675 . 
  18. ^ KM Downard (2007). «Фрэнсис Уильям Астон - человек, стоящий за масс-спектрографом». Европейский журнал масс-спектрометрии . 13 (3): 177–190. DOI : 10.1255 / ejms.878 . PMID 17881785 . S2CID 25747367 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Аннотированная библиография Фрэнсиса Астона из цифровой библиотеки по ядерным вопросам Алсоса
  • Фрэнсис Уильям Астон на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию, 12 декабря 1922 г. Масс-спектры и изотопы
  • Биография Aston из Кембриджа