Вальтер Ритц: Жизнь и научное наследие швейцарского физика.

Введение

Вальтер Генрих Вильгельм Риц (22 февраля 1878 – 7 июля 1909) — швейцарский физик-теоретик. Он наиболее известен своей работой с Йоханнесом Ридбергом над принципом комбинации Ридберга — Рица. Риц также известен вариационным методом, носящим его имя, — методом Рица.

Жизнь

Отец Вальтера Рица, Рафаэль Риц, родился в Вале и был известным художником. Его мать, урождённая Нёрдлингер, была дочерью инженера из Тюбингена. Риц был исключительно одарённым учеником и учился в муниципальном лицее в Сионе. В 1897 году он поступил в политехническую школу в Цюрихе, где изучал инженерное дело. Вскоре он понял, что не может мириться с приближениями и компромиссами, неизбежными в инженерном деле, и перешёл к более математически строгим физическим наукам. В 1900 году Риц заболел туберкулёзом, возможно, с сопутствующим плевритом, от которого впоследствии умер. В 1901 году он переехал в Гёттинген по состоянию здоровья. Там на него оказали влияние Вольдемар Войгт и Давид Гильберт. Риц написал диссертацию о спектральных линиях атомов и получил докторскую степень с высшей похвалой (summa cum laude). Эта тема впоследствии привела к принципу комбинаций Рица, а в 1913 году – к атомной модели Эрнеста Резерфорда и Нильса Бора. Весной 1903 года он посещал лекции Хендрика Антона Лоренца в Лейдене, посвящённые проблемам электродинамики и его новой теории электронов. В июне 1903 года он находился в Бонне, в Институте Генриха Кайзера, где обнаружил в калийных солях спектральную линию, которую предсказал в своей диссертации. В ноябре 1903 года он был в Париже, в Высшей нормальной школе (École Normale Supérieure), где работал с инфракрасными фотопластинками. В июле 1904 года его болезнь обострилась, и он вернулся в Цюрих. Заболевание не позволило ему публиковать новые научные работы до 1906 года. В сентябре 1907 года он переехал в Тюбинген, родной город его матери, а в 1908 году вновь в Гёттинген, где стал приват-доцентом в университете. Там он опубликовал свою работу «Критический анализ общей электродинамики», см. ниже. Будучи студентом, другом или коллегой, Риц поддерживал контакты со многими современными учёными, такими как Гильберт, Андреас Генрих Войгт, Герман Минковский, Лоренц, Эме Коттон, Фридрих Пашен, Анри Пуанкаре и Альберт Эйнштейн. Он учился вместе с Эйнштейном в Цюрихе. Риц был противником теории относительности Эйнштейна. Риц умер в Гёттингене и был похоронен на кладбище Нордхайм в Цюрихе. Семейная усыпальница была разобрана 15 ноября 1999 года. Его надгробный камень находится в 17-м секторе под номером 84457.

Walter Ritz's father Raphael Ritz was born in Valais and was a well known painter. His mother, born Nördlinger, was the daughter of an engineer from Tübingen. Ritz was a particularly gifted student and attended the municipal lyceum in Sion. In 1897, he entered the polytechnic school in Zürich, where he studied engineering. Soon, he found out that he could not live with the approximations and compromises associated with engineering, so he switched to the more mathematically accurate physical sciences. In 1900, Ritz contracted tuberculosis, possibly also pleurisy, which he later died from. In 1901 he moved to Göttingen for health reasons. There he was influenced by Woldemar Voigt and David Hilbert. Ritz wrote a dissertation on spectral lines of atoms and received his doctorate with summa cum laude. The theme later led to the Ritz combination principle and in 1913 to the atomic model of Ernest Rutherford and Niels Bohr. In the spring of 1903, he heard lectures by Hendrik Antoon Lorentz in Leiden on electrodynamic problems and his new electron theory. In June 1903 he was in Bonn at the Heinrich Kayser Institute, where he found in potash a spectral line that he had predicted in his dissertation. In November 1903, he was in Paris at the Ecole Normale Supérieure. There he worked on infrared photo plates. In July 1904 his illness worsened and he moved back to Zürich. The disease prevented him from publishing further scientific publications until 1906. In September 1907 he moved to Tübingen, the place of origin of his mother, and in 1908 again to Göttingen, where he became a private lecturer at the university. There he published his work Recherches critiques sur l'Electrodynamique Générale, see below. As a student, friend or colleague, Ritz had contacts with many contemporary scholars such as Hilbert, Andreas Heinrich Voigt, Hermann Minkowski, Lorentz, Aimé Cotton, Friedrich Paschen, Henri Poincaré and Albert Einstein. He was a fellow student of Einstein in Zürich, while he studied there. Ritz was an opponent of Einstein's theory of relativity. Ritz died in Göttingen and was buried in the Nordheim cemetery in Zürich. The family tomb was lifted on 15 November 1999. His tombstone is in section 17 with the grave number 84457.

Метод Рица

В 1909 году Риц разработал прямой метод для нахождения приближенного решения краевых задач. Он преобразует часто неразрешимое дифференциальное уравнение в решение матричного уравнения. Это теоретическая подготовка к методу конечных элементов (МКЭ). Этот метод также известен как вариационный принцип Рица и принцип Рэйли — Рица.

Принцип комбинации Рица

В 1908 году Риц эмпирически открыл принцип комбинации Риц, названный в его честь. После этого сумма или разность частот двух спектральных линий часто соответствует частоте другой линии. Объяснение того, какая из этих вычисленных частот фактически наблюдается, было дано позднее с помощью правил отбора, вытекающих из квантовомеханических расчетов. Основой для этого послужили исследования спектральных линий (серия Балмера), проведённые Иоганном Якобом Балмером.

Почести

Его именем назван лунный кратер Ритц.