J. J. Thomson
基于约瑟夫·汤姆孙对带正电粒子被电磁场偏轉的研究，弗朗西斯·阿斯顿1919年在卡文迪许实验室制造了第一架质谱仪。阿斯顿成功地用质谱仪分离出氖的两种同位素，與，更重要的是，他发现所有同位素的质量都是氢原子质量的整数倍（即）。在阿斯顿的測量實驗裡，他随意地选取了氧-16的质量作为基准质量（设为16）來计算了原子的相对质量。整数法则的唯一例外是氢原子，其相对质量为1.008。偏差尽管并不大，但是还是大于实验的不确定度。阿斯顿等人迅速意识到这个偏差来自原子间的结合能，也就是说，由多個氫原子結合而成的原子，其質量必定小於這些氫原子的質量總和。阿斯顿因为发现大量非放射性元素的同位素以及对整数法则的阐述获得1922年的诺贝尔化学奖。