Элементы теории симметрии. Часть I. Кирсанов А.А. - 195 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

195Ïðåäñòàâëåíèÿ íåïðåðûâíûõ ãðóïï âðàùåíèÿ SO(2) è SO(3)
()
()
,cossin
,sincos
yxyz
yxxz
aaaR
aaaR
eee
eee
+=
+=
èëè
()
()()
yx
ia
yxz
ieiaR
eeee
±=±
m
. (7.3.7)
Òàêèì îáðàçîì âåêòîðû
yx
i
ee + ïðåîáðàçóþòñÿ ïî íåïðèâîäèìî-
ìó ïðåäñòàâëåíèþ ñ èíäåêñîì
1=m
, à âåêòîð
yx
i
ee ïðåîáðàçóåòñÿ
ïî íåïðèâîäèìîìó ïðåäñòàâëåíèþ ñ èíäåêñîì 1=m . Äëÿ ïîëó÷åíèÿ
íåïðèâîäèìûõ ïðåäñòàâëåíèé ìû ââåëè êîìïëåêñíûå êîýôôèöèåíòû.
2. Ðàññìîòðèì íà ïëîñêîñòè xy ôóíêöèè
()
ϕ
ψ
,r , êîòîðûå áóäåì
ñ÷èòàòü ôóíêöèÿìè ïîëÿðíûõ êîîðäèíàò ëèøü äëÿ óäîáñòâà. Ïîëüçóÿñü
îïðåäåëåíèåì (5.3.4) èíäóöèðîâàííîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ôóíêöèé, ïîëó-
÷èì
()()()( )
arraRP
z
=
ϕψϕψ
,, , (7.3.8)
òî åñòü ôóíêöèÿ âèäà
() ()
ϕ
ψϕ
ψ
im
err
=
,
ïðåîáðàçóåòñÿ ïî ïðåäñòàâëå-
íèþ
()
m
P
:
()()
()
ϕϕϕ
imimaaimim
z
eeeeaRP
==
.
Ñëåäîâàòåëüíî, ðàçëîæåíèå ïðîèçâîëüíîé ôóíêöèè â êîìïëåêñíûé
ðÿä Ôóðüå
() ()
−∞=
=
m
im
m
err
ϕ
ψϕ
ψ
, ,
ãäå
() ()
=
π
ϕ
ϕϕψ
π
ψ
2
0
,
2
1
derr
im
m
,
åñòü ðàçëîæåíèå å¸ íà êîìïîíåíòû, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïðåîáðàçóåòñÿ ïî
îïðåäåë¸ííîìó íåïðèâîäèìîìó ïðåäñòàâëåíèþ
()
m
P
ãðóïïû
()
2SO .
Ïðåäñòàâëåíèÿ íåïðåðûâíûõ ãðóïï âðàùåíèÿ SO(2) è SO(3)                           195

      R z (a )e x = cos ae x + sin ae y ,
      R z (a )e y = − sin ae x + cos ae y ,
èëè
                 (           )    (
      R z (a ) e x ± ie y = e m ia e x ± ie y . )                         (7.3.7)

      Òàêèì îáðàçîì âåêòîðû e x         + ie y ïðåîáðàçóþòñÿ ïî íåïðèâîäèìî-
ìó ïðåäñòàâëåíèþ ñ èíäåêñîì m = 1 , à âåêòîð               e x − ie y ïðåîáðàçóåòñÿ
ïî íåïðèâîäèìîìó ïðåäñòàâëåíèþ ñ èíäåêñîì m = − 1 . Äëÿ ïîëó÷åíèÿ
íåïðèâîäèìûõ ïðåäñòàâëåíèé ìû ââåëè êîìïëåêñíûå êîýôôèöèåíòû.
     2. Ðàññìîòðèì íà ïëîñêîñòè xy ôóíêöèè ψ (r , ϕ ), êîòîðûå áóäåì
ñ÷èòàòü ôóíêöèÿìè ïîëÿðíûõ êîîðäèíàò ëèøü äëÿ óäîáñòâà. Ïîëüçóÿñü
îïðåäåëåíèåì (5.3.4) èíäóöèðîâàííîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ôóíêöèé, ïîëó-
÷èì
      P(R z (a ))ψ (r , ϕ ) = ψ (r , ϕ − a ),                             (7.3.8)

òî åñòü ôóíêöèÿ âèäà ψ (r , ϕ ) = ψ (r )e
                                                imϕ
                                                      ïðåîáðàçóåòñÿ ïî ïðåäñòàâëå-

íèþ   P (m ) :
      P(R z (a ))e imϕ = e im (ϕ −a ) = e −ima e imϕ .
     Ñëåäîâàòåëüíî, ðàçëîæåíèå ïðîèçâîëüíîé ôóíêöèè â êîìïëåêñíûé
ðÿä Ôóðüå
                      ∞
      ψ (r , ϕ ) =   ∑ψ m (r )e imϕ ,
                     m= −∞
ãäå
                       2π
      ψ m (r ) =       ψ (r , ϕ )e −imϕ dϕ ,
                  1
                 2π ∫0
åñòü ðàçëîæåíèå å¸ íà êîìïîíåíòû, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïðåîáðàçóåòñÿ ïî
îïðåäåë¸ííîìó íåïðèâîäèìîìó ïðåäñòàâëåíèþ                   P (m ) ãðóïïû SO(2 ) .