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Ritz on the Optics of Moving Bodies.

Excerpt, with English translation, from Walter Ritz's 1908 article
"Recherches Critiques sur les Theories Electrodynamiques
de Cl. Maxwell et de H.-A. Lorentz,"

Robert S. Fritzius - Shade Tree Physics

Installed 1 Oct 1998 - Latest Update 11 Dec 2011

Walter Ritz's preliminary statements related to the optics of moving bodies versus his long-term intentions may have been confused. (1)(2)

In his article "Recherches critiques sur l'Électrodynamique Générale" Ritz said: [English translation] "The velocity of light then depends on that possessed by the body which emits it at the instant of emission. From that instant, the velocity of the particles remains invariable, no matter what the subsequent motion of P is, even when the particles pass through ponderable bodies or electric charges. I said in the Introduction that this hypothesis, which is demanded by the superposition principle, is only temporary; and is contrary to that of action and reaction. But the advantage of being as close as possible to the corresponding hypotheses of Lorentz makes it preferable for the goal that I intend here." (3) pp.211, 212

This following excerpt of his further comments on the subject (with an English translation) shows that Ritz seems to have seen the need for some kind of environmental influence on his fictitious particles on the order of Tolman's extinction theorem or that of Ewald and Oseen. The French text on the left below is from Gesammelte Werke Walther Ritz Oeuvres, pp 443-444, published by the Société suisse de Physique, Gauthier-Villars, Paris, 1911. The original article was "Recherches Critiques sur les Theories Electrodynamiques de Cl. Maxwell et de H.-A. Lorentz," published in Archives des Sciences physiques et naturelles, 36, 209, 1908.

The key passage, here, is in bold. J.G. Fox's quote is underlined.



French

Le principe de la relativité du mouvement, dans sa forme classique, exigera que les ondes émises par un système en mouvement uniforme, soustrait à toute influence extérieure sensible, se meuvent avec ce système, de manière que le centre de chaque onde sphérique continue à coïncider avec l'électron qui l'a émise, et que la vitesse radiale soit universelle et égale à c. Si le mouvement de l'électron est quelconque, le principe de relativité ne détermine plus la vitesse avec laquelle se déplace le centre de l'onde; toutefois, cette vitesse doit être constante (sinon il y aurait action à distance entre l'électron et l'onde émise).Il ne sera plus possible, il est vrai, de conserver l'image "éther" ou "ondes dans un corps élastique" pour cette loi de propagation; mais, si même nous voulions la conserver, et avec elles les equations aux dérivées partielles, il serait nécessaire d'ajouter l'hypothèse nouvelle de la transformation Lorentz-Einstein qui, àvrai dire, change si profondément les conditions du probléme, que l'image "éther" ou "corps élastique" devient entièrement inapplicable. Bien plus, la propagation de la lumière, dans le vues de MM. Lorentz et Einstein, ne comporte plus d'image mécanique du tout. Au contraire, la loi de propagation que nous avons énoncée plus haut correspond simplement à l'image de particules émises dans tous les sens avec une même vitesse radiale, et qui continuent à se mouvoir uniformément: elle se rapproche donc, sous ce rapport, de la théorie émanative de Newton. J'ai montré (loc. cit., 2me partie) qu'en supposant cette loi vraie quel que soit le mouvement de l'électron et admettant que ces particules fictives agissent sur les charges électriques avec lesquelles elles entrent en contact, on n'a aucune peine à construire une infinité de théories électrodynamiques en parfait accord avec l'expérience, sauf en ce qui concerne l'optique des corps en mouvement. Ici l'expérience, interprétée dans la conception atomique de l'électricité que nous avons adoptée jusqu'ici, énonce ce résultat unique et simple (1): lorsqu'un rayon lumineux met en vibration les ions d'un corps quelconque qui, à leur tour, émettent de nouvelles ondes, les centres de ces ondes se meuvent, non avec la vitesse, de ce corps (comme le voulait notre hypothése) mais avec la vitesse de la source de lumière. Or, c'est ce que le principe de l'action et de la réaction permettait de prévoir. En effet, ce principe se trouve lésé par notre hypothèse, puisqu' à l'action de nos particules fictives (pour nous servir de cette image) sur les ions ne correspondait aucune réaction des ions sur les particules. Il faudra, comme dans la théorie de Lorentz, attribuer à l'energie rayonnante un quantité de mouvement, ce qui est bien plus naturel lorsqu'on considère cette énergie comme projetée que lorsqu'on la considére comme propagée; et les vitesses ses initiales des particules fictives émises par un ion se détermineront par le principe de la conservation de la quantité de mouvement, ou principe de réaction. Dans le cas de l'Optique, toute l'énergie rayonnante provient de la source, et les écrans on appareils optiques ne fournissent aucun apport; il est donc naturel de penser que le principe de réaction, quel que soit son énoncé précis, aura pour effet que la vitesse des particules fictives émises par les ions des écrans, etc., sera uniquement déterminée par celle de la source de lumière.

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(1) On vérifie facilement ce théorème en suivant de près les démonstrations de M. Lorentz (Versuch einer Theorie der elektr. u. opt. Vorgänge en bewigten Körpern, Leiden, 1895).

English

The principle of relativity of motion, in it's classical form, demands that the waves emitted by a uniformly moving system be free from all sensible external influences. They move with the system in a manner in which the center of each spherical wave continues to coincide with the electron which emitted it, and in which the radial velocity is universal and equal to c. If the motion of the electron is variable, then the principle of relativity no longer determines the velocity with which the center of the wave is displaced; however, this velocity must be constant (otherwise there would be action at a distance between the electron and the emitted wave). True, it will no longer be possible to conserve the image of "ether" or "waves in an elastic body " for this law of propagation; but, should we choose to conserve it, and with it the partial differential equations, it would be necessary to add the new Lorentz-Einstein transformation hypothesis which, to tell the truth, profoundly changes the conditions of the problem, [so much so] that the image of "ether" or the "elastic body" becomes entirely inapplicable. In addition, in the views of Lorentz and Einstein, the propagation of light is no longer compatible with the mechanical image at all. On the contrary, the law of propagation which we have described above corresponds simply to the image of particles emitted in all directions with the same radial speed, and which continue to move uniformly. It therefore draws closer to coming into rapport with Newton's emanative theory. I have shown (loc. cit., 2nd part) that, supposing this law is true, whatever the motion of the electron, and admitting that the fictitious particles act on the electric charges with which they come into contact, we aren't penalized in any manner to construct an infinity of electrodynamic theories in perfect accord with experiment, save in that which concerns the optics of moving bodies. Here, experience, as interpreted from the atomic conception of electricity, which we have adopted up to now, states the result uniquely and simply (1): When a light ray sets into vibration the electric charges of a medium which in their turn emit new waves, the centers of these waves move, not with the velocity of the medium (like that wanted by our hypothesis) but with the velocity of the source of light. However, this is what the principle of action and of reaction permits us to specify/predict. Indeed, that principle is injured by our hypothesis, seeing as the action of our fictitious particles (because of our use of this image) on the ions doesn't correspond to any reaction of the ions on the particles. It is necessary, as in Lorentz's theory, to attribute a momentum to the radiant energy, which is much more natural when we consider the energy as projected than when we consider it as propagated; and the initial velocities of the fictitious particles emitted by an ion are determined by the conservation of momentum principle or the principle of reaction. In the case of optics, all radiant energy is provided by the source, and the screen of our optical apparatus doesn't furnish any portion. It is therefore natural to think that the principle of reaction, however precisely stated, will have for a result that the velocity of the fictitious particles emitted by the ions of the screens, etc., are uniquely determined by that of the light source.


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(1) We easily verify this theorem by following closely the demonstrations of Lorentz (Versuch einer Theorie der elektr. u. opt. Vorgänge en bewigten Körpern, Leiden, 1895).

 


Ritz's phrase "comme le voulait notre hypothése" / "like that wanted by our hypothesis" [which Fox omits in his quote] suggests that Ritz did, in fact, desire a model in which the centers of the new waves move at the speed of light with respect to their secondary radiation sources.

References

(1) Tolman, R., "Some Emission Theories of Light," Phys. Rev. I., 35, 136 (1912) NADS.
  [This NADS article requires a Physical Review Online Archive (PROLA) subscription to be accessed online.]

(2) Fox, J.G., Evidence Against Emission Theories, Am. J. Phys., 33, 1 (1965).

(3) Ritz, W., Recherches critiques sur l'Électrodynamique générale, Ann. Chim. et de Phys. 13, 145, (1908); (Œuvres, XVIII, p. 317.) [English Translation]. See also: Du rôle de l'éther in Physique, Rivista di Scienza " Scientia", Vol. III, Anno II, 1908, N. VI. (Œuvres, XX, p. 447.)

(loc cit., 2me parte), p. 211 and footnote at bottom of p. 212 [English Translation].
Page 212 item, added to Ref on 05 Sep 2003.

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