تاريخ الرياضيات
الاعداد و نظريتها
تاريخ التحليل
تار يخ الجبر
الهندسة و التبلوجي
الرياضيات في الحضارات المختلفة
العربية
اليونانية
البابلية
الصينية
المايا
المصرية
الهندية
الرياضيات المتقطعة
المنطق
اسس الرياضيات
فلسفة الرياضيات
مواضيع عامة في المنطق
الجبر
الجبر الخطي
الجبر المجرد
الجبر البولياني
مواضيع عامة في الجبر
الضبابية
نظرية المجموعات
نظرية الزمر
نظرية الحلقات والحقول
نظرية الاعداد
نظرية الفئات
حساب المتجهات
المتتاليات-المتسلسلات
المصفوفات و نظريتها
المثلثات
الهندسة
الهندسة المستوية
الهندسة غير المستوية
مواضيع عامة في الهندسة
التفاضل و التكامل
المعادلات التفاضلية و التكاملية
معادلات تفاضلية
معادلات تكاملية
مواضيع عامة في المعادلات
التحليل
التحليل العددي
التحليل العقدي
التحليل الدالي
مواضيع عامة في التحليل
التحليل الحقيقي
التبلوجيا
نظرية الالعاب
الاحتمالات و الاحصاء
نظرية التحكم
بحوث العمليات
نظرية الكم
الشفرات
الرياضيات التطبيقية
نظريات ومبرهنات
علماء الرياضيات
500AD
500-1499
1000to1499
1500to1599
1600to1649
1650to1699
1700to1749
1750to1779
1780to1799
1800to1819
1820to1829
1830to1839
1840to1849
1850to1859
1860to1864
1865to1869
1870to1874
1875to1879
1880to1884
1885to1889
1890to1894
1895to1899
1900to1904
1905to1909
1910to1914
1915to1919
1920to1924
1925to1929
1930to1939
1940to the present
علماء الرياضيات
الرياضيات في العلوم الاخرى
بحوث و اطاريح جامعية
هل تعلم
طرائق التدريس
الرياضيات العامة
نظرية البيان
Vector Spherical Harmonic
المؤلف: Arfken, G.
المصدر: "Vector Spherical Harmonics." §12.11 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press
الجزء والصفحة: ...
25-9-2019
2536
The spherical harmonics can be generalized to vector spherical harmonics by looking for a scalar function and a constant vector such that
(1) |
|||
(2) |
|||
(3) |
|||
(4) |
so
(5) |
Now interchange the order of differentiation and use the fact that multiplicative constants can be moving inside and outside the derivatives to obtain
(6) |
|||
(7) |
|||
(8) |
and
(9) |
|||
(10) |
Putting these together gives
(11) |
so satisfies the vector Helmholtz differential equation if satisfies the scalar Helmholtz differential equation
(12) |
Construct another vector function
(13) |
which also satisfies the vector Helmholtz differential equation since
(14) |
|||
(15) |
|||
(16) |
|||
(17) |
|||
(18) |
which gives
(19) |
We have the additional identity
(20) |
|||
(21) |
|||
(22) |
|||
(23) |
|||
(24) |
In this formalism, is called the generating function and is called the pilot vector. The choice of generating function is determined by the symmetry of the scalar equation, i.e., it is chosen to solve the desired scalar differential equation. If is taken as
(25) |
where is the radius vector, then is a solution to the vector wave equation in spherical coordinates. If we want vector solutions which are tangential to the radius vector,
(26) |
|||
(27) |
|||
(28) |
so
(29) |
and we may take
(30) |
(Arfken 1985, pp. 707-711; Bohren and Huffman 1983, p. 88).
A number of conventions are in use. Hill (1954) defines
(31) |
|||
(32) |
|||
(33) |
Morse and Feshbach (1953) define vector harmonics called , , and using rather complicated expressions.
REFERENCES:
Arfken, G. "Vector Spherical Harmonics." §12.11 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 707-711, 1985.
Blatt, J. M. and Weisskopf, V. "Vector Spherical Harmonics." Appendix B, §1 in Theoretical Nuclear Physics. New York: Wiley, pp. 796-799, 1952.
Bohren, C. F. and Huffman, D. R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. New York: Wiley, 1983.
Hill, E. H. "The Theory of Vector Spherical Harmonics." Amer. J. Phys. 22, 211-214, 1954.
Jackson, J. D. Classical Electrodynamics, 2nd ed. New York: Wiley, pp. 744-755, 1975.
Morse, P. M. and Feshbach, H. Methods of Theoretical Physics, Part II. New York: McGraw-Hill, pp. 1898-1901, 1953.