المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
الشكر قناة موصلة للنعم الإلهية
2025-01-12
أسباب ودوافع الكفران وطرق علاجه
2025-01-12
عواقب كفران النعمة
2025-01-12
معنى كفران النعمة
2025-01-12
دور الإدارة الحكوميـة فـي التنـميـة التكـنولوجـيـة 2
2025-01-12
دور الإدارة الحكوميـة فـي التنـميـة التكـنولوجـيـة 1
2025-01-12

معنى كلمة فدى‌
10-12-2015
الغضب بين المدح والذم
11-10-2016
الأجر في الدنيا الثناء الحسن والولد الصالح
23-8-2022
مفهوم المناطق العشوائية - التعريف الثاني
26/10/2022
المعاينة
2-3-2017
الرهاب الإجتماعي (الخوف الإجتماعي) social phobia
2018-10-25

Vector Spherical Harmonic  
  
2524   06:06 مساءً   date: 25-9-2019
Author : Arfken, G.
Book or Source : "Vector Spherical Harmonics." §12.11 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press
Page and Part : ...


Read More
Date: 1-10-2019 3273
Date: 22-5-2019 1249
Date: 1-8-2019 2284

Vector Spherical Harmonic

The spherical harmonics can be generalized to vector spherical harmonics by looking for a scalar function psi and a constant vector c such that

M = del x(cpsi)

(1)

= psi(del xc)+(del psi)xc

(2)

= (del psi)xc

(3)

= -cxdel psi,

(4)

so

 del ·M=0.

(5)

Now interchange the order of differentiation and use the fact that multiplicative constants can be moving inside and outside the derivatives to obtain

del ^2M = del ^2(cxpsi)

(6)

= del xdel ^2(cpsi)

(7)

= del x(cdel ^2psi)

(8)

and

k^2M = k^2del x(cpsi)

(9)

= del x(ck^2psi).

(10)

Putting these together gives

 del ^2M+k^2M=del x[c(del ^2psi+k^2psi)],

(11)

so M satisfies the vector Helmholtz differential equation if psi satisfies the scalar Helmholtz differential equation

 del ^2psi+k^2psi=0.

(12)

Construct another vector function

 N=(del xM)/k,

(13)

which also satisfies the vector Helmholtz differential equation since

del ^2N = 1/kdel ^2(del xM)

(14)

= 1/kdel x(del ^2M)

(15)

= 1/kdel x(-k^2M)

(16)

= -kdel xM

(17)

= -k^2N,

(18)

which gives

 del ^2N+k^2N=0.

(19)

We have the additional identity

del xN = 1/kdel x(del xM)

(20)

= 1/kdel (del ·M)-1/kdel ·(del M)

(21)

= -1/kdel ·(del M)

(22)

= -(del ^2M)/k

(23)

= kM.

(24)

In this formalism, psi is called the generating function and c 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 M is taken as

 M=del x(rpsi),

(25)

where r is the radius vector, then M is a solution to the vector wave equation in spherical coordinates. If we want vector solutions which are tangential to the radius vector,

M·r = r·(del psixc)

(26)

= (del psi)·(cxr)

(27)

= 0,

(28)

so

 cxr=0

(29)

and we may take

 c=r

(30)

(Arfken 1985, pp. 707-711; Bohren and Huffman 1983, p. 88).

A number of conventions are in use. Hill (1954) defines

V_l^m = -sqrt((l+1)/(2l+1))Y_l^mr^^+1/(sqrt((l+1)(2l+1)))(partialY_l^m)/(partialtheta)theta^^+(iMsintheta)/(sqrt((l+1)(2l+1)))Y_l^mphi^^

(31)

W_l^m = sqrt(l/(2l+1))Y_l^mr^^+1/(sqrt(l(2l+1)))(partialY_l^m)/(partialtheta)theta^^+(iM)/(sqrt(l(2l+1))sintheta)Y_l^mphi^^

(32)

X_l^m = -M/(sqrt(l(l+1))sintheta)Y_l^mtheta^^-i/(sqrt(l(l+1)))(partialY_l^m)/(partialtheta)phi^^.

(33)

Morse and Feshbach (1953) define vector harmonics called BC, and P 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.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.