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球諧函式加法定理


一個 公式 也被稱為勒讓德加法定理,它透過找到 格林函式 用於 球諧函式 展開並將它們等同於 勒讓德多項式 的生成函式而匯出。當 gamma 由以下公式定義時

 cosgamma=costheta_1costheta_2+sintheta_1sintheta_2cos(phi_1-phi_2),
(1)

自變數為 gamma勒讓德多項式 由下式給出

P_l(cosgamma)=(4pi)/(2l+1)sum_(m=-l)^(l)(-1)^mY_l^m(theta_1,phi_1)Y_l^(-m)(theta_2,phi_2)
(2)
=(4pi)/(2l+1)sum_(m=-l)^(l)Y_l^m(theta_1,phi_1)Y^__l^m(theta_2,phi_2)
(3)
=P_l(costheta_1)P_l(costheta_2)+2sum_(m=1)^(l)((l-m)!)/((l+m)!)P_l^m(costheta_1)P_l^m(costheta_2)cos[m(phi_1-phi_2)].
(4)

該公式的另一個版本可以表示為

 P_n(xy-sqrt(1-x^2)sqrt(1-y^2)cosalpha) 
 =P_n(x)P_n(y)+2sum_(k=1)^n((-1)^k(n-k)!)/((k+n)!)cos(kalpha)P_n^k(x)P_n^k(y)
(5)

(O. Marichev,私人通訊,2008 年 1 月 15 日)。


另請參閱

締合勒讓德多項式, 勒讓德多項式, 球諧函式

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參考文獻

Arfken, G. “球諧函式的加法定理。” 《物理學家的數學方法,第 3 版》§12.8。奧蘭多,佛羅里達州:Academic Press,第 693-695 頁,1985 年。

在 中被引用

球諧函式加法定理

引用為

Weisstein, Eric W. “球諧函式加法定理。” 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/SphericalHarmonicAdditionTheorem.html

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