做个实验操作能手

14.4　阿斯顿：做个实验操作能手

阿斯顿，英国人，1922年荣获诺贝尔化学奖。

阿斯顿有一句名言：“要做更多的仪器，还要更多地测量。”这实际上是卡文迪许实验室的一个传统，这一传统要求科学工作者要学会自己动手去制作仪器，亲手去做实验，通过基本实验技巧的训练，才能成为一个优秀的科学家。这句名言也正是阿斯顿一生科研生涯的写照。

1900年，阿斯顿毕业于英国伯明翰大学，由于他在制作实验仪器和实验技巧上的出众才能，进入了卡文迪许实验室。年轻的阿斯顿思想活跃，勇于接受新事物。当他仔细地研读了素迪的同位素假说后，采用了同位素的概念解释他在实验中的发现：阳射线在电磁场作用下出现两条抛物线轨迹，表明同位素确实存在；由于同位素的质量不同，所以扩散时的速度也不同，故而出现两条抛物轨线。为了更清楚地证实这点，他先用分馏技术，然后又用扩散法，将氖同位素进行分离，最后再精确地测定它们的原子量，证实了氖同位素Ne20和Ne22的存在。

后来，阿斯顿根据他原先改进的气体放电装置，又参照光谱分析的原理，设计出一个新仪器，这就是质谱仪。质谱仪由离子源、分析器和收集器三个部分组成，可以分析同位素并测量其质量。这一仪器也可以称为阳射线的光谱仪。这种仪器对于测量结果的精度达到千分之一，因此使用这一仪器能帮助阿斯顿在同位素的研究中大显身手。他使用这种仪器对氖做重新测定，证明了氖的确存在Ne20和Ne22两种同位素。随后，阿斯顿使用质谱仪测定了几乎所有元素的同位素。在质谱仪的帮助下，人们发现同位素的存在其实是个普遍现象。阿斯顿在71种元素中发现了202种同位素。实验的结果表明，不仅放射性元素存在着同位素，非放射性元素也存在同位素，事实上几乎所有的元素都存在着同位素。