Френсіс Вільям Астон (англ. Francis William Aston; 1 вересня 1877, Бірмінгем — 20 листопада 1945, Кембридж) — англійський фізик, член Лондонського королівського товариства (1921), лауреат Нобелівської премії з хімії за 1922 рік.
Френсіс Вільям Астон | |
---|---|
англ. Francis William Aston | |
Народився | 1 вересня 1877[1][2][…] |
Помер | 20 листопада 1945[4][1][…] (68 років) Кембридж |
Місце проживання | Кембридж |
Країна | Велика Британія |
Діяльність | фізик, хімік |
Alma mater | Бірмінгемський університет |
Галузь | хімія, фізика |
Заклад | Оксфордський університет |
Науковий ступінь | бакалавр наук[d] (1910) і доктор наук[d] (1914) |
Вчителі | Джон Генрі Пойнтінг Вільям Август Тілді і Джозеф Джон Томсон |
Членство | Лондонське королівське товариство Академія наук СРСР Російська академія наук |
Відомий завдяки: | дослідження ізотопів, винахід мас-спектрографа |
Нагороди | |
Френсіс Вільям Астон у Вікісховищі |
Основна наукова діяльність Астона пов'язана з вивченням стабільних ізотопів і визначенням їхньої відносної поширеності; його дослідження в цій області були такі обширні, а розроблена ним апаратура — така чутлива, що саме йому вдалося відкрити і охарактеризувати 276 нині відомих стійких ізотопів хімічних елементів.
Біографія
Френсіс Вільям Астон народився 1 вересня 1877 р. в Гарборні (, Англія) в заможній сім'ї фермера і торговця Вільяма Астона і Фані Шарлоти Холмс — дочки бірмінгемського зброяря. Вже в ранньому дитинстві Френсіс виявив цікавість до механічного конструювання. Завершивши початкову освіту, Астон в 1893 р. поступив в Масонський коледж Бірмінгема, потім -в Бірмінгемський університет. У коледжі йому пощастило навчатися під керівництвом видатних англійських учених — хіміків В. Тильдена і П. Франкланда, і фізика Дж. Пойнтінга. Вчився Астон відмінно, і за проявлені успіхи в 1889 був нагороджений університетською стипендією Фостера. Пов'язуючи своє майбуття тільки з хімією, Астон глибоко вивчав курси органічної і ферментативної хімії. Після закінчення університету він з економічних міркувань 3 роки працював на пивоварному заводі, а потім повернувся в Бірмінгемський університет. У цей період у нього сформувався інтерес до вивчення електропровідності газів і в 1903—1908 рр. Астон проводив фізичні дослідження спільно з Пойнтингом. До часу цієї співпраці відноситься перше значне відкриття Астона.
За допомогою газорозрядних трубок Крукеа він вивчав розряд у газах і провідність газів при низькому тиску. Одну з своїх класичних робіт тієї пори він присвятив вивченню впливу струму і тиску газу на товщину «темного простору Крукса». Заповнивши трубку воднем, він виявив нове явище («темний простір Астона») — первинний катодний темний простір, який охоплює катод шаром. Астон довів, що це явище спостерігається і в атмосфері гелію.
У 1909 р. Астон був призначений асистентом лектора фізики в Бірмінгемському універсистеті, а в 1910 почався 9-річний період плідної співпраці Астона з лауреатом Нобелівської премії з фізики Дж. Дж. Томсоном в Кавендішськії лабораторії в Кембриджі і в Королівському інституті в Лондоні (спочатку як особистий асистент, а з 1913 — стипендіат премії К. Максвела). Посада Астона в лабораторії Томсона дозволила йому проводити власні незалежні дослідження і максимально реалізувати свій талант експериментатора. Починаючи свою співпрацю з Томсоном, Астон вніс низку важливих удосконалень до приладів і методів Томсона: він сконструював покращену розрядну трубку, добився мінімального проміжку в катодних щілинах, удосконалив насос, сконструював змійовик для реєстрації втрати вакууму і винайшов камеру для фотографування слідів позитивно заряджених іонів («метод парабол»). При аналізі атомних і молекулярних мас позитивно заряджених іонів газу Томсон і Астон отримали несподіваний результат — неон складається з двох компонент (названих пізніше ізотопами) з атомними масами 20 і 22. Астон намагався спочатку розділити їх фракційною перегонкою рідкого неону, але зазнав невдачі і вирішив використовувати дифузію неону через пористу білу глину. Для вимірювання відмінностей в густині фракцій він сконструював чутливі для тих років мікротерези (10−9г) і, провівши тисячу циклів дифузії, зареєстрував невелику різницю в густині двох фракцій. Ці експерименти були перервані війною, під час якої Астон працював консультантом на авіаційному заводі у Фарнборо, але і на заводі він продовжував розвивати методи розділення ізотопів. У співавторстві з Ф. А. Ліндеманном їм було написано дві статті, про методи розділення ізотопів, опубліковані незабаром після закінчення війни. Астон, тоді вже самостійний дослідник в лабораторії Томсона, сконструював новий дифузійний апарат, але на ньому не зміг отримати переконливого доказу розділення ізотопів неону. Тоді він сконструював свій знаменитий мас-спектрограф, за допомогою якого визначив, що співвідношення в звичайному неоні атомів з масами 20 і 22 дорівнює 10 : 1, отже, середня атомна маса неону дорівнює 20,2. Ізотопія неону таким чином була доведена.
Саме доказ існування ізотопів неону спонукав Астона надовго, «до кінця життя», сконцентрувати свої зусилля на всесторонньому вивченні стабільних ізотопів. Надалі він ще двічі (у 1927 і 1935 рр.) радикально вдосконалив свій мас-спектрограф, добившись в останній моделі дуже високих робочих характеристик (роздільна здатність 1 : 2000 і точність 1 : 10−5).
Астон виявив понад 3/4 відомих нині стабільних ізотопів хімічних елементів, і лише ізотопію водню і кисню йому не вдалося довести. У 1919 р. він ввів в науку «правило цілих чисел», вважаючи, що маси атомів всіх ізотопів кратні кисневій одиниці 16О. Згодом була доведена, ізотопія кисню; Астону довелося відмовитися від ідеї цілих чисел, але він ввів поняття «Дефекту мас», в якому отримав наочний вираз ейнштейновського принципу еквівалентності маси і енергії. Використавши свої експериментальні дані, Астон побудував криву пакувальних коефіцієнтів, що дозволяли визначити, чи буде очікувана ядерна реакція виділяти або поглинати енергію.
У 1919 р. Астон був вибраний членом Триніті-коледжу в Кембриджі (де і пропрацював до кінця свого життя), в 1921 г.- членом Королівського товариства в Лондоні, в 1922 (з різницею в 2 дні) — нагороджений Нобелівською премією і медаллю Г'юджа, з 1924 року — член-кореспондент АН СРСР і італійської академії Лінчів. З 1936 по 1945 р. Астон був головою Атомного комітету при Міжнародному союзі хіміків.
У житті він твердо дотримувався вибраного стереотипу поведінки; можливо, звідси витікають його холостяцтво, педантизм в звичках, консерватизм в політиці та помірна релігійність. Після першої світової війни він зацікавився фінансами і швидко досяг висот в мистецтві вигідно поміщати гроші. У зеніті слави Астон мало годився для науково-адміністративної діяльності — він був "позбавлений дару керувати людьми і поправляти їх; студенти знали його як поганого педагога і нудного лектора. Його вислови поза фізикою були банальні, але, за свідченням Дж. Томсона-сина, це мовилося «з покірною скромністю». На науковому терені він любив працювати "наодинці, і, як відзначив В. Брок, мабуть, ненавидів саму ідею наукової співпраці: лише 6 з 143 статей написані зі співавторами. Але було б помилкою вважати Астона мізантропом і відлюдником. Явний недолік соціальної активності вищого духовного рівня у нього компенсувався різко вираженою емоційністю і пристрасною потребою в колективних спортивних іграх. Серед своїх численних друзів він був відомий як «ідеальний недільний компаньйон» — з ним можна було поговорити про людей, про купівлю і продаж речей, про раціональний устрій заміського будинку; він дуже любив тварин, чудово фотографував (що йому стало в пригоді в наукових дослідженнях — він розробив дотепну методику приготування високочутливих до дії позитивних іонів фотопластин), любив живопис і збирав китайську порцеляну, віртуозно, грав на скрипці і фортепіано (але серед музичних інструментів особливою любов'ю у нього користувалася віолончель). Він був великим любителем морських подорожей, брав участь в альпіністських експедиціях, але особливо любив лижі, ковзани і плавання. Під час перебування в Кембриджі любив грати в гольф з Резерфордом, Фаулером, Тейлором; дуже добре грав у лаун-теніс.
Відповідно до заповіту його великий маєток був переданий Триніті-коледжу в Кембриджі.
Праці Астона мали великий вплив на розробку теорії атомної структури в 1930-х роках. Про самобутність Астона-вченого краще за всіх сказав Дж. Томсон-син: «Діяльність Астона-фізика стала видатним внеском в науку з двох причин: перша — його особиста майстерність у проектуванні і виготовленні приладів, друга — його тверда віра в кінцевий успіх, віра, яку не могла сколихнути навіть відсутність достатньо переконливих експериментальних результатів».
Примітки
- Bibliothèque nationale de France BNF: платформа відкритих даних — 2011.
- SNAC — 2010.
- Encyclopædia Britannica
- Астон Фрэнсис Уильям // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — Москва: Советская энциклопедия, 1969.
- http://www.britannica.com/EBchecked/topic/39838/Francis-William-Aston
Література
- G. С. de Hevesy. / Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. Vol. 5. 1945—1948, p, 635
- W. H, Brock. / Dictionary of, Scientific Biography. Vol. 1. New York, 1970., p. 320.
Посилання
- А. Н. КРИВОМАЗОВ. Френсис Уильям Астон
- Aston biography from Nobel Prize site
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Frensis Vilyam Aston angl Francis William Aston 1 veresnya 1877 Birmingem 20 listopada 1945 Kembridzh anglijskij fizik chlen Londonskogo korolivskogo tovaristva 1921 laureat Nobelivskoyi premiyi z himiyi za 1922 rik Frensis Vilyam Astonangl Francis William AstonNarodivsya1 veresnya 1877 1877 09 01 1 2 Pomer20 listopada 1945 1945 11 20 4 1 68 rokiv KembridzhMisce prozhivannyaKembridzhKrayina Velika BritaniyaDiyalnistfizik himikAlma materBirmingemskij universitetGaluzhimiya fizikaZakladOksfordskij universitetNaukovij stupinbakalavr nauk d 1910 i doktor nauk d 1914 VchiteliDzhon Genri Pojnting Vilyam Avgust Tildi i Dzhozef Dzhon TomsonChlenstvoLondonske korolivske tovaristvo Akademiya nauk SRSR Rosijska akademiya naukVidomij zavdyaki doslidzhennya izotopiv vinahid mas spektrografaNagorodimedal G yuza 1922 medal Dzhona Skotta 1923 Bejkerivska lekciya 1927 d 1944 chlen Londonskogo korolivskogo tovaristva 1921 Korolivska medal 1938 d Frensis Vilyam Aston u Vikishovishi U Vikipediyi ye statti pro inshih lyudej iz prizvishem Aston Osnovna naukova diyalnist Astona pov yazana z vivchennyam stabilnih izotopiv i viznachennyam yihnoyi vidnosnoyi poshirenosti jogo doslidzhennya v cij oblasti buli taki obshirni a rozroblena nim aparatura taka chutliva sho same jomu vdalosya vidkriti i oharakterizuvati 276 nini vidomih stijkih izotopiv himichnih elementiv BiografiyaFrensis Vilyam Aston narodivsya 1 veresnya 1877 r v Garborni Angliya v zamozhnij sim yi fermera i torgovcya Vilyama Astona i Fani Sharloti Holms dochki birmingemskogo zbroyarya Vzhe v rannomu ditinstvi Frensis viyaviv cikavist do mehanichnogo konstruyuvannya Zavershivshi pochatkovu osvitu Aston v 1893 r postupiv v Masonskij koledzh Birmingema potim v Birmingemskij universitet U koledzhi jomu poshastilo navchatisya pid kerivnictvom vidatnih anglijskih uchenih himikiv V Tildena i P Franklanda i fizika Dzh Pojntinga Vchivsya Aston vidminno i za proyavleni uspihi v 1889 buv nagorodzhenij universitetskoyu stipendiyeyu Fostera Pov yazuyuchi svoye majbuttya tilki z himiyeyu Aston gliboko vivchav kursi organichnoyi i fermentativnoyi himiyi Pislya zakinchennya universitetu vin z ekonomichnih mirkuvan 3 roki pracyuvav na pivovarnomu zavodi a potim povernuvsya v Birmingemskij universitet U cej period u nogo sformuvavsya interes do vivchennya elektroprovidnosti gaziv i v 1903 1908 rr Aston provodiv fizichni doslidzhennya spilno z Pojntingom Do chasu ciyeyi spivpraci vidnositsya pershe znachne vidkrittya Astona Za dopomogoyu gazorozryadnih trubok Krukea vin vivchav rozryad u gazah i providnist gaziv pri nizkomu tisku Odnu z svoyih klasichnih robit tiyeyi pori vin prisvyativ vivchennyu vplivu strumu i tisku gazu na tovshinu temnogo prostoru Kruksa Zapovnivshi trubku vodnem vin viyaviv nove yavishe temnij prostir Astona pervinnij katodnij temnij prostir yakij ohoplyuye katod sharom Aston doviv sho ce yavishe sposterigayetsya i v atmosferi geliyu U 1909 r Aston buv priznachenij asistentom lektora fiziki v Birmingemskomu universisteti a v 1910 pochavsya 9 richnij period plidnoyi spivpraci Astona z laureatom Nobelivskoyi premiyi z fiziki Dzh Dzh Tomsonom v Kavendishskiyi laboratoriyi v Kembridzhi i v Korolivskomu instituti v Londoni spochatku yak osobistij asistent a z 1913 stipendiat premiyi K Maksvela Posada Astona v laboratoriyi Tomsona dozvolila jomu provoditi vlasni nezalezhni doslidzhennya i maksimalno realizuvati svij talant eksperimentatora Pochinayuchi svoyu spivpracyu z Tomsonom Aston vnis nizku vazhlivih udoskonalen do priladiv i metodiv Tomsona vin skonstruyuvav pokrashenu rozryadnu trubku dobivsya minimalnogo promizhku v katodnih shilinah udoskonaliv nasos skonstruyuvav zmijovik dlya reyestraciyi vtrati vakuumu i vinajshov kameru dlya fotografuvannya slidiv pozitivno zaryadzhenih ioniv metod parabol Pri analizi atomnih i molekulyarnih mas pozitivno zaryadzhenih ioniv gazu Tomson i Aston otrimali nespodivanij rezultat neon skladayetsya z dvoh komponent nazvanih piznishe izotopami z atomnimi masami 20 i 22 Aston namagavsya spochatku rozdiliti yih frakcijnoyu peregonkoyu ridkogo neonu ale zaznav nevdachi i virishiv vikoristovuvati difuziyu neonu cherez poristu bilu glinu Dlya vimiryuvannya vidminnostej v gustini frakcij vin skonstruyuvav chutlivi dlya tih rokiv mikroterezi 10 9g i provivshi tisyachu cikliv difuziyi zareyestruvav neveliku riznicyu v gustini dvoh frakcij Ci eksperimenti buli perervani vijnoyu pid chas yakoyi Aston pracyuvav konsultantom na aviacijnomu zavodi u Farnboro ale i na zavodi vin prodovzhuvav rozvivati metodi rozdilennya izotopiv U spivavtorstvi z F A Lindemannom yim bulo napisano dvi statti pro metodi rozdilennya izotopiv opublikovani nezabarom pislya zakinchennya vijni Aston todi vzhe samostijnij doslidnik v laboratoriyi Tomsona skonstruyuvav novij difuzijnij aparat ale na nomu ne zmig otrimati perekonlivogo dokazu rozdilennya izotopiv neonu Todi vin skonstruyuvav svij znamenitij mas spektrograf za dopomogoyu yakogo viznachiv sho spivvidnoshennya v zvichajnomu neoni atomiv z masami 20 i 22 dorivnyuye 10 1 otzhe serednya atomna masa neonu dorivnyuye 20 2 Izotopiya neonu takim chinom bula dovedena Same dokaz isnuvannya izotopiv neonu sponukav Astona nadovgo do kincya zhittya skoncentruvati svoyi zusillya na vsestoronnomu vivchenni stabilnih izotopiv Nadali vin she dvichi u 1927 i 1935 rr radikalno vdoskonaliv svij mas spektrograf dobivshis v ostannij modeli duzhe visokih robochih harakteristik rozdilna zdatnist 1 2000 i tochnist 1 10 5 Aston viyaviv ponad 3 4 vidomih nini stabilnih izotopiv himichnih elementiv i lishe izotopiyu vodnyu i kisnyu jomu ne vdalosya dovesti U 1919 r vin vviv v nauku pravilo cilih chisel vvazhayuchi sho masi atomiv vsih izotopiv kratni kisnevij odinici 16O Zgodom bula dovedena izotopiya kisnyu Astonu dovelosya vidmovitisya vid ideyi cilih chisel ale vin vviv ponyattya Defektu mas v yakomu otrimav naochnij viraz ejnshtejnovskogo principu ekvivalentnosti masi i energiyi Vikoristavshi svoyi eksperimentalni dani Aston pobuduvav krivu pakuvalnih koeficiyentiv sho dozvolyali viznachiti chi bude ochikuvana yaderna reakciya vidilyati abo poglinati energiyu U 1919 r Aston buv vibranij chlenom Triniti koledzhu v Kembridzhi de i propracyuvav do kincya svogo zhittya v 1921 g chlenom Korolivskogo tovaristva v Londoni v 1922 z rizniceyu v 2 dni nagorodzhenij Nobelivskoyu premiyeyu i medallyu G yudzha z 1924 roku chlen korespondent AN SRSR i italijskoyi akademiyi Linchiv Z 1936 po 1945 r Aston buv golovoyu Atomnogo komitetu pri Mizhnarodnomu soyuzi himikiv U zhitti vin tverdo dotrimuvavsya vibranogo stereotipu povedinki mozhlivo zvidsi vitikayut jogo holostyactvo pedantizm v zvichkah konservatizm v politici ta pomirna religijnist Pislya pershoyi svitovoyi vijni vin zacikavivsya finansami i shvidko dosyag visot v mistectvi vigidno pomishati groshi U zeniti slavi Aston malo godivsya dlya naukovo administrativnoyi diyalnosti vin buv pozbavlenij daru keruvati lyudmi i popravlyati yih studenti znali jogo yak poganogo pedagoga i nudnogo lektora Jogo vislovi poza fizikoyu buli banalni ale za svidchennyam Dzh Tomsona sina ce movilosya z pokirnoyu skromnistyu Na naukovomu tereni vin lyubiv pracyuvati naodinci i yak vidznachiv V Brok mabut nenavidiv samu ideyu naukovoyi spivpraci lishe 6 z 143 statej napisani zi spivavtorami Ale bulo b pomilkoyu vvazhati Astona mizantropom i vidlyudnikom Yavnij nedolik socialnoyi aktivnosti vishogo duhovnogo rivnya u nogo kompensuvavsya rizko virazhenoyu emocijnistyu i pristrasnoyu potreboyu v kolektivnih sportivnih igrah Sered svoyih chislennih druziv vin buv vidomij yak idealnij nedilnij kompanjon z nim mozhna bulo pogovoriti pro lyudej pro kupivlyu i prodazh rechej pro racionalnij ustrij zamiskogo budinku vin duzhe lyubiv tvarin chudovo fotografuvav sho jomu stalo v prigodi v naukovih doslidzhennyah vin rozrobiv dotepnu metodiku prigotuvannya visokochutlivih do diyi pozitivnih ioniv fotoplastin lyubiv zhivopis i zbirav kitajsku porcelyanu virtuozno grav na skripci i fortepiano ale sered muzichnih instrumentiv osoblivoyu lyubov yu u nogo koristuvalasya violonchel Vin buv velikim lyubitelem morskih podorozhej brav uchast v alpinistskih ekspediciyah ale osoblivo lyubiv lizhi kovzani i plavannya Pid chas perebuvannya v Kembridzhi lyubiv grati v golf z Rezerfordom Faulerom Tejlorom duzhe dobre grav u laun tenis Vidpovidno do zapovitu jogo velikij mayetok buv peredanij Triniti koledzhu v Kembridzhi Praci Astona mali velikij vpliv na rozrobku teoriyi atomnoyi strukturi v 1930 h rokah Pro samobutnist Astona vchenogo krashe za vsih skazav Dzh Tomson sin Diyalnist Astona fizika stala vidatnim vneskom v nauku z dvoh prichin persha jogo osobista majsternist u proektuvanni i vigotovlenni priladiv druga jogo tverda vira v kincevij uspih vira yaku ne mogla skolihnuti navit vidsutnist dostatno perekonlivih eksperimentalnih rezultativ PrimitkiBibliotheque nationale de France BNF platforma vidkritih danih 2011 d Track Q19938912d Track Q54837d Track Q193563 SNAC 2010 d Track Q29861311 Encyclopaedia Britannica d Track Q5375741 Aston Frensis Uilyam Bolshaya sovetskaya enciklopediya v 30 t pod red A M Prohorov 3 e izd Moskva Sovetskaya enciklopediya 1969 d Track Q649d Track Q17378135 http www britannica com EBchecked topic 39838 Francis William AstonLiteraturaG S de Hevesy Obituary Notices of Fellows of the Royal Society Vol 5 1945 1948 p 635 W H Brock Dictionary of Scientific Biography Vol 1 New York 1970 p 320 PosilannyaA N KRIVOMAZOV Frensis Uilyam Aston Aston biography from Nobel Prize site