Francis William Aston - Francis William Aston

Francis William Aston

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Nascer ( 1877-09-01 )1 de setembro de 1877
Faleceu 20 de novembro de 1945 (1945-11-20)(com 68 anos)
Cambridge , Inglaterra, Reino Unido
Nacionalidade inglês
Cidadania britânico
Alma mater Mason College (emitido pela University of London )
Trinity College, Cambridge
Conhecido por Espectrógrafo de massa
Regra de número inteiro
Aston Dark Space
Prêmios Medalha Mackenzie Davidson (1920)
Prêmio Nobel de Química (1922)
Medalha Hughes (1922)
Medalha John Scott (1923)
Medalha Paterno (1923)
Medalha Real (1938)
Medalha e Prêmio Duddell (1944)
Carreira científica
Campos Química , Física
Instituições Trinity College, Cambridge
Orientador de doutorado Percy F. Frankland
Outros conselheiros acadêmicos JJ Thomson
John Henry Poynting
William A. Tilden

Francis William Aston FRS (1 de setembro de 1877 - 20 de novembro de 1945) foi um químico e físico inglês que ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1922 por sua descoberta, por meio de seu espectrógrafo de massa , de isótopos em muitos elementos não radioativos e por sua enunciação da regra do número inteiro . Ele foi membro da Royal Society e Fellow do Trinity College, Cambridge .

Vida pregressa

Mason College , antes de sua incorporação à University of Birmingham; este edifício foi destruído em 1964.

Francis Aston nasceu em Harborne , agora parte de Birmingham, em 1 de setembro de 1877. Ele foi o terceiro filho e o segundo filho de William Aston e Fanny Charlotte Hollis. Ele foi educado na Harborne Vicarage School e mais tarde no Malvern College em Worcestershire, onde foi interno. Em 1893, Francis William Aston começou seus estudos universitários no Mason College (que era então um colégio externo da University of London), onde foi ensinado física por John Henry Poynting e química por Frankland e Tilden . De 1896 em diante, ele conduziu pesquisas adicionais sobre química orgânica em um laboratório particular na casa de seu pai. Em 1898, ele começou como aluno de Frankland, financiado por uma bolsa Forster; seu trabalho dizia respeito às propriedades ópticas dos compostos do ácido tartárico . Ele começou a trabalhar com química de fermentação na escola de cerveja em Birmingham e foi contratado pela W. Butler & Co. Brewery em 1900. Esse período de trabalho terminou em 1903 quando ele retornou à Universidade de Birmingham sob Poynting como associado.

Pesquisar

Com uma bolsa da Universidade de Birmingham , ele prosseguiu com pesquisas em física após a descoberta dos raios X e da radioatividade em meados da década de 1890. Aston estudou a corrente através de um tubo cheio de gás . A pesquisa, conduzida com tubos de descarga feitos por ele mesmo, o levou a investigar o volume do espaço escuro de Aston .

Após a morte de seu pai e uma viagem ao redor do mundo em 1908, ele foi nomeado professor na Universidade de Birmingham em 1909, mas mudou-se para o Laboratório Cavendish em Cambridge a convite de JJ Thomson em 1910.

A Birmingham University concedeu-lhe um BSc em Applied / Pure Science em 1910 e um DSc em Applied / Pure Science em 1914.

Joseph John Thomson revelou a natureza do raio catódico e, em seguida, descobriu o elétron e agora estava fazendo pesquisas sobre o " Kanalstrahlen " carregado positivamente descoberto por Eugen Goldstein em 1886. O método de deflexão de partículas no "Kanalstrahlen" por campos magnéticos foi descoberto por Wilhelm Wien em 1908; combinar campos magnéticos e elétricos permitiu a separação de íons diferentes por sua razão de carga e massa. Os íons de uma relação carga / massa específica deixariam um traço parabólico característico em uma placa fotográfica, demonstrando pela primeira vez que os átomos de um único elemento poderiam ter massas diferentes. O primeiro espectrômetro de massa de campo de setor foi o resultado desses experimentos.

Réplica do terceiro espectrômetro de massa de Aston

Foram as especulações sobre isotopia que deram origem diretamente à construção de um espectrômetro de massa capaz de separar os isótopos dos elementos químicos. Aston inicialmente trabalhou na identificação de isótopos no elemento neon e, posteriormente, cloro e mercúrio. A Primeira Guerra Mundial paralisou e atrasou sua pesquisa sobre o fornecimento de prova experimental da existência de isótopos por espectroscopia de massa e, durante a guerra, Aston trabalhou no Royal Aircraft Establishment em Farnborough como assistente técnico trabalhando em revestimentos aeronáuticos.

Após a guerra, ele voltou a pesquisar no Laboratório Cavendish em Cambridge e concluiu a construção de seu primeiro espectrógrafo de massa que relatou em 1919. Melhorias subsequentes no instrumento levaram ao desenvolvimento de um segundo e terceiro instrumentos de poder de resolução de massa aprimorado e massa precisão. Esses instrumentos empregando focagem eletromagnética permitiram que ele identificasse 212 isótopos que ocorrem naturalmente. Em 1921, Aston tornou-se membro do Comitê Internacional de Pesos Atômicos e membro da Royal Society e recebeu o Prêmio Nobel de Química no ano seguinte.

Seu trabalho com isótopos também levou à formulação da regra do número inteiro que afirma que "a massa do isótopo de oxigênio sendo definida [como 16], todos os outros isótopos têm massas que são quase números inteiros", uma regra que foi usada amplamente no desenvolvimento da energia nuclear . A massa exata de muitos isótopos foi medida levando ao resultado que o hidrogênio tem uma massa 1% maior do que o esperado pela massa média dos outros elementos. Aston especulou sobre a energia subatômica e o uso dela em 1936.

Isotopes and Mass-spectra and Isotopes são seus livros mais conhecidos.

Vida privada

Vídeo externo
PSM V78 D528 Cavendish laboratory entrance.png
ícone de vídeoMichael A. Grayson, Discovery of Isotopes of Elements (Part II: Francis William Aston) , Profiles in Chemistry, Chemical Heritage Foundation

Em sua vida privada, ele era um esportista, esquiava e patinava no inverno, durante suas visitas regulares à Suíça e Noruega ; privado desses esportes de inverno durante a Primeira Guerra Mundial, ele começou a escalar. Entre os 20 e os 25 anos, passava grande parte do seu tempo livre a pedalar. Com a invenção dos veículos motorizados, ele construiu seu próprio motor de combustão em 1902 e participou da corrida de automóveis Gordon Bennett na Irlanda em 1903. Não contente com esses esportes, ele também se envolveu na natação, golfe, especialmente com Rutherford e outros colegas em Cambridge , tênis, ganhando alguns prêmios em torneios abertos na Inglaterra, no País de Gales e na Irlanda, e aprendendo a surfar em Honolulu em 1909. Vindo de uma família musical, ele era capaz de tocar piano, violino e violoncelo em um nível tal que tocava regularmente em concertos em Cambridge. Ele visitou muitos lugares ao redor do mundo em extensas viagens de turismo a partir de 1908 com uma viagem à Austrália e à Nova Zelândia, que visitou novamente em 1938–1939.

Aston era um fotógrafo habilidoso e interessado em astronomia . Ele se juntou a várias expedições para estudar eclipses solares em Benkoeben em 1925, Sumatra em 1932, Magog no Canadá em 31 de agosto de 1932 e Kamishari Hokkaido, Japão em 19 de junho de 1936. Ele também planejou participar de expedições à África do Sul em 1940 e ao Brasil em 1945 posteriormente vida. Ele nunca se casou.

Morte

Aston morreu em Cambridge em 20 de novembro de 1945. Ele tinha 68 anos.

Legado

A cratera lunar Aston foi nomeada em sua homenagem.

A Sociedade Britânica de Espectrometria de Massa concede a Medalha Aston em sua homenagem.

Referências

links externos