Фрэнсис Уильям Астон
Фрэнсис Уильям Астон | |
|---|---|
 Астон в 1922 году | |
| Рожденный | 1 сентября 1877 г. Харборн , Бирмингем, Англия |
| Умер | 20 ноября 1945 г. (68 лет) Кембридж , Англия |
| Национальность | Английский |
| Гражданство | Британский |
| Альма-матер | Мейсон-Колледж (выданный Лондонским университетом ) Тринити-колледж, Кембридж |
| Известный | Масс-спектрограф Правило целого числа Астон Дарк Спейс [1] |
| Награды | Медаль Маккензи Дэвидсона (1920) Нобелевская премия по химии (1922 г.) Медаль Хьюза (1922) Медаль Джона Скотта (1923) Медаль Патерно (1923 г.) Королевская медаль (1938 г.) Медаль и премия Дадделла (1944 г.) |
| Научная карьера | |
| Поля | Химия , физика |
| Учреждения | Тринити-колледж, Кембридж |
| Докторантура | Перси Ф. Франкленд [ нужна ссылка ] |
| Другие научные консультанты | Джей Джей Томсон Джон Генри Пойнтинг [1] Уильям А. Тилден [1] |
Фрэнсис Уильям Астон, ФРС [2] (1 сентября 1877 — 20 ноября 1945) — британский химик и физик , получивший в 1922 году Нобелевскую премию по химии за открытие с помощью масс-спектрографа изотопов многих нерадиоактивных элементов и за определение целого числа. правило . [3] [4] Он был членом Королевского общества [2] и член Тринити-колледжа в Кембридже . [5]
Биография
[ редактировать ]Ранний период жизни
[ редактировать ]
Фрэнсис Астон родился в Харборне , ныне части 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 священника Харборна, а затем в колледже Малверн в Вустершире, где он был пансионером. В 1893 году Фрэнсис Уильям Астон начал обучение в Мейсон-колледже (который тогда был внешним колледжем Лондонского университета), где ему преподавал физику Джон Генри Пойнтинг и химию Франкленд и Тилден . С 1896 года он проводил дополнительные исследования по органической химии в частной лаборатории в доме своего отца. В 1898 году он начал учиться во Франкленде, финансируемом стипендией Форстера; его работа касалась оптических свойств соединений винной кислоты . Он начал заниматься химией ферментации в школе пивоварения в Бирмингеме и в 1900 году поступил на работу в пивоварню W. Butler & Co. Этот период работы закончился в 1903 году, когда он вернулся в Бирмингемский университет под руководством Пойнтинга в качестве младшего сотрудника.
Исследовать
[ редактировать ]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 газонаполненную трубку . Исследования, проведенные с помощью самодельных газоразрядных трубок, привели его к исследованию объема темного пространства Астона . [8] [9] [10]
После смерти отца и кругосветного путешествия в 1908 году он был назначен преподавателем Бирмингемского университета в 1909 году, но перешёл в Кавендишскую лабораторию в Кембридже по приглашению Дж. Дж. Томсона . в 1910 году [ нужна ссылка ]
В 1910 году Бирмингемский университет присвоил ему степень бакалавра прикладных/чистых наук. [ нужна ссылка ] и степень доктора прикладных/чистых наук в 1914 году. [11]
Джозеф Джон Томсон раскрыл природу катодного луча , а затем открыл электрон, и теперь он проводил исследования положительно заряженного « Канальстралена », открытого Ойгеном Гольдштейном в 1886 году. Был открыт метод отклонения частиц в «Каналстралене» магнитными полями. Вильгельм Вен в 1908 году; объединение магнитного и электрического полей позволило разделить разные ионы по соотношению заряда и массы. Ионы с определенным соотношением заряда и массы оставят характерный параболический след на фотографической пластинке, впервые демонстрируя, что атомы одного элемента могут иметь разную массу. первый секторный масс-спектрометр поля. Результатом этих экспериментов стал [12]
Именно размышления об изотопии непосредственно привели к созданию масс-спектрометра, способного разделять изотопы химических элементов. Первоначально Астон работал над идентификацией изотопов элемента неона , а затем хлора и ртути.
В 1912 году Астон обнаружил, что неон разделяется на два участка, примерно соответствующих атомным массам 20 и 22. Он назвал массу 22 «мета-неоном», имя, которое он взял из оккультной химии . [13]
Первая мировая война застопорила и отложила его исследования по экспериментальному доказательству существования изотопов с помощью масс-спектроскопии, и во время войны Астон работал в Королевском авиастроительном заводе в Фарнборо техническим помощником, работая над авиационными покрытиями. [ нужна ссылка ]
После войны он вернулся к исследованиям в Кавендишской лаборатории в Кембридже и завершил создание своего первого масс-спектрографа , о котором сообщил в 1919 году. [14] Последующие усовершенствования прибора привели к разработке второго и третьего приборов с улучшенной разрешающей способностью и точностью измерения массы. Эти инструменты, использующие электромагнитную фокусировку, позволили ему идентифицировать 212 встречающихся в природе изотопов. В 1921 году Астон стал членом Международного комитета по атомным весам. [15] и член Королевского общества [2] и получил Нобелевскую премию по химии в следующем году. [16]
Его работа над изотопами также привела к формулировке правила целых чисел , которое гласит, что «масса изотопа кислорода определяется [как 16], массы всех других изотопов почти равны целым числам», правило, которое использовалось активно занимается развитием атомной энергетики . Была измерена точная масса многих изотопов, в результате чего выяснилось, что масса водорода на 1% выше, чем ожидалось по средней массе других элементов. Астон размышлял о субатомной энергии и ее использовании в 1936 году.
изотопы [17] и Масс-спектры и изотопы [18] его самые известные книги.
Частная жизнь и смерть
[ редактировать ]| Внешние видео | |
|---|---|
 | |
 Майкл А. Грейсон, Открытие изотопов элементов (Часть II: Фрэнсис Уильям Астон) , Профили химии, Фонд химического наследия |
В личной жизни он был спортсменом, катался на беговых лыжах и коньках зимой, во время своих регулярных визитов 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 на велосипеде. С изобретением моторизованных транспортных средств он сконструировал двигатель внутреннего сгорания собственный в 1902 году и участвовал в автогонках Гордона Беннета в Ирландии в 1903 году. Не довольствуясь этими видами спорта, он также занимался плаванием и гольфом, особенно с Резерфордом и другими коллегами в Кембридже. , [19] теннис, выиграл несколько призов на открытых турнирах в Англии, Уэльсе и Ирландии и научился серфингу в Гонолулу в 1909 году. Выходец из музыкальной семьи, он был способен играть на фортепиано, скрипке и виолончели на таком уровне, что регулярно выступал на концертах в Кембридже. . Он посетил множество мест по всему миру в обширных туристических поездках, начиная с 1908 года с поездки в Австралию и Новую Зеландию , которые он снова посетил в 1938–1939 годах. [2] [20]
Астон был опытным фотографом и интересовался астрономией . Он присоединился к нескольким экспедициям по изучению солнечных затмений в Бенкобене в 1925 году, на Суматре в 1932 году, в Магоге в Канаде 31 августа 1932 года и в Камишари Хоккайдо, Япония , 19 июня 1936 года. Он также планировал принять участие в экспедициях в Южную Африку в 1940 году и в Бразилию в 1945 году. жизнь. Он никогда не был женат.
Астон умер в Кембридже 20 ноября 1945 года в возрасте 68 лет. [5]
Наследие
[ редактировать ]лунный кратер Астон В его честь назван .
Британское общество масс-спектрометрии вручает в его честь медаль Астона .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Фрэнсис В. Астон - Биографический» . NobelPrize.org . Нобелевский фонд . Проверено 5 октября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д Хевеши, Г. (1948). «Фрэнсис Уильям Астон. 1877–1945». Некрологи членов Королевского общества . 5 (16): 634–650. дои : 10.1098/rsbm.1948.0002 . JSTOR 768761 . S2CID 191531223 .
- ^ «Нобелевская премия по химии 1922 года» . Нобелевский фонд . Проверено 14 апреля 2008 г.
- ^ Сквайрс, Гордон (1998). «Фрэнсис Астон и масс-спектрограф». Далтон Транзакции (23): 3893–3900. дои : 10.1039/a804629h .
- ^ Jump up to: а б «Умер доктор Ф. В. Астон. Лауреат Нобелевской премии по химии в 1922 году. Известен своей работой с изотопами. Во время поездки по этой стране 23 года назад он предвидел высвобождение новой энергии. Разработал изотопы. Возглавил комитет по атому. Читал лекции в Эта страна» . Нью-Йорк Таймс . 22 ноября 1945 года . Проверено 6 августа 2010 г.
Сегодня было объявлено о смерти доктора Фрэнсиса Уильяма Астона, члена Королевского общества и члена Тринити-колледжа в Кембридже. Ему было 68 лет.
- ^ Табличка № 1616 на открытых табличках.
- ^ Кевин М. Даунард (2015). «Фрэнсис Уильям Астон». Энциклопедия масс-спектрометрии . Том. 9Б. стр. 6–8. дои : 10.1016/B978-0-08-100379-4.00048-4 . ISBN 9780081003794 .
- ^ Фрэнсис Уильям Астон (1907). «Эксперименты по созданию нового катодного темного пространства в гелии и водороде» . Труды Королевского общества А. 80 (535): 45–49. Бибкод : 1907RSPSA..80...45A . дои : 10.1098/rspa.1907.0072 . JSTOR 92589 .
- ^ Фрэнсис Уильям Астон (1907). «Эксперименты по длине катодного темного пространства при различных плотностях тока и давлениях в разных газах». Труды Королевского общества А. 79 (528): 80–95. Бибкод : 1907RSPSA..79...80A . дои : 10.1098/rspa.1907.0016 . JSTOR 92573 . S2CID 93793736 .
- ^ Фрэнсис Уильям Астон (1911). «Распределение электрической силы в темном пространстве Крукса» . Труды Королевского общества А. 84 (573): 526–535. Бибкод : 1911RSPSA..84..526A . дои : 10.1098/rspa.1911.0005 . HDL : 2433/256511 . JSTOR 93257 .
- ^ «Университет Бирмингема – университеты лауреатов Нобелевской премии» . Архивировано из оригинала 3 марта 2012 года . Проверено 28 сентября 2014 г.
- ^ Джонс, Марк. «Газовая хроматография-масс-спектрометрия» . Американское химическое общество . Проверено 19 ноября 2019 г.
- ^ Хьюз, Джефф (сентябрь 2003 г.). «Оккультизм и атом: любопытная история изотопов» . Мир физики . 16 (9): 31–35. дои : 10.1088/2058-7058/16/9/38 . ISSN 0953-8585 .
- ^ Доктор наук, FW Aston MA (1 декабря 1919 г.). «LXXIV. Спектрограф положительных лучей» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 38 (228): 707–714. дои : 10.1080/14786441208636004 . ISSN 1941-5982 .
- ^ ФВ Астон; и др. (1923). «Отчет Международного комитета по химическим элементам: 1923 г.». Дж. Ам. хим. Соц. 45 (4): 867–874. дои : 10.1021/ja01657a001 .
- ^ «Нобелевская премия по химии 1922 года» . Нобелевская премия . Проверено 22 октября 2023 г.
Нобелевская премия по химии 1922 года была присуждена Фрэнсису Уильяму Астону «за открытие с помощью масс-спектрографа изотопов большого числа нерадиоактивных элементов и за формулировку правила целых чисел».
- ^ Астон, Фрэнсис Уильям (1922). Изотопы . Лондон: Э. Арнольд. п. 152 .
- ^ Астон, Фрэнсис Уильям (1933). Масс-спектры и изотопы . Лондон: Эдвард Арнольд.
- ^ К. М. Даунард (2007). «Крокодил и Темная лошадка Кавендиша - жизни Резерфорда и Астона параллельно». Обзоры масс-спектрометрии . 26 (5): 713–723. Бибкод : 2007MSRv...26..713D . дои : 10.1002/mas.20145 . ПМИД 17546675 .
- ^ К. М. Даунард (2007). «Фрэнсис Уильям Астон – человек, стоящий за масс-спектрографом». Европейский журнал масс-спектрометрии . 13 (3): 177–190. дои : 10.1255/ejms.878 . ПМИД 17881785 . S2CID 25747367 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Аннотированная библиография Фрэнсиса Астона из цифровой библиотеки по ядерным вопросам Алсос.
- Фрэнсис Уильям Астон на Nobelprize.org включая Нобелевскую лекцию 12 декабря 1922 г. «Масс-спектры и изотопы».
- Биография Астона из Кембриджа
- История масс-спектрометрии - Пионеры
Лауреаты Нобелевской премии по химии |
|---|
- 1877 рождений
- 1945 смертей
- английские химики
- Нобелевские лауреаты по химии
- Члены Королевского общества
- Члены-корреспонденты РАН (1917–1925).
- Члены-корреспонденты Академии наук СССР.
- Масс-спектрометристы
- Выпускники Тринити-колледжа Кембриджа
- Выпускники Лондонского университета по всему миру
- Выпускники Лондонского университета
- Выпускники Бирмингемского университета
- Люди из Харборна
- Обладатели Королевской медали
- Стипендиаты Тринити-колледжа, Кембридж
- Люди, получившие образование в Малверн-колледже
- Английские нобелевские лауреаты
- Британские нобелевские лауреаты
- Академики Бирмингемского университета
- Президенты Кембриджского философского общества