Главная > КЛАССИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА (Дж. Л. СИНГ)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Свяжем сначала матрицы Паули с углами Эйлера. Три матрицы формулы (11.6) соответствуют следующим вращениям: на угол $\varphi$ вокруг оси $z$, на угол $\vartheta$ вокруг новой оси $y$ и на угол $\psi-$ вокруг новой оси $z$. Эти вращения соответствуют матрицам $\boldsymbol{U}_{3}(\varphi), \boldsymbol{U}_{2}(\vartheta), \boldsymbol{U}_{3}(\psi)$; в таком случае преобразование $\boldsymbol{r}^{\prime}=\boldsymbol{M r}$, где $\boldsymbol{M}$ задается формулой (11.6), то же самое, что и преобразование
\[
\boldsymbol{P}^{\prime}=\boldsymbol{T P T ^ { + }},
\]

где $\boldsymbol{P}$ – матрица вида $(14.4)^{1}$ ), а
\[
\begin{aligned}
\boldsymbol{T} & =\boldsymbol{U}_{3}(\varphi) \boldsymbol{U}_{2}(\boldsymbol{\vartheta}) \boldsymbol{U}_{3}(\psi)= \\
& =\left(\begin{array}{cc}
e^{-\frac{1}{2} i \varphi} & 0 \\
0 & e^{\frac{1}{2} i \varphi}
\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}
\cos \frac{1}{2} \vartheta & -\sin \frac{1}{2} \vartheta \\
\sin \frac{1}{2} \vartheta & \cos \frac{1}{2} \vartheta
\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}
e^{-\frac{1}{2} i \psi} & 0 \\
0 & e^{\frac{1}{2} i \psi}
\end{array}\right)= \\
& =\left(\begin{array}{cc}
\cos \frac{1}{2} \vartheta e^{-\frac{1}{2} i(\varphi+\psi)} & -\sin \frac{1}{2} \vartheta e^{-\frac{1}{2} i(\varphi-\psi)} \\
\sin \frac{1}{2} \vartheta e^{\frac{1}{2} i(\varphi-\psi)} & \cos \frac{1}{2} \vartheta e^{\frac{1}{2} i(\varphi+\psi)}
\end{array}\right) \cdot
\end{aligned}
\]

Выражая $\boldsymbol{T}$ через стереографические параметры, имеем согласно (13.9)
\[
\boldsymbol{T}=\left(\begin{array}{rr}
\bar{p} & \bar{q} \\
-q & p
\end{array}\right),
\]

так что преобразование (15.1) можно написать в виде

Унитарность матрицы $T$ может быть показана без труда. Выражая $\boldsymbol{T}$ через параметры Эйлера, имеем согласно (13.9)
\[
\boldsymbol{T}=\left(\begin{array}{cc}
\varrho-i v & -i \lambda-\mu \\
-i \lambda+\mu & \varrho+i v
\end{array}\right)
\]

или
\[
T=-i \lambda \sigma_{1}-i \mu \sigma_{2}-i v \sigma_{3}+\varrho 1,
\]

так что преобразование (15.4) можно записать в следующей форме:
\[
\left.\begin{array}{c}
x^{\prime} \boldsymbol{\sigma}_{1}+y^{\prime} \boldsymbol{\sigma}_{2}+z^{\prime} \boldsymbol{\sigma}_{3}=\left(-i \lambda \sigma_{1}-i \mu \sigma_{2}-i v \boldsymbol{\sigma}_{3}+\varrho \mathbf{1}\right) \times \\
\times\left(x \sigma_{1}+y \sigma_{2}+z \sigma_{3}\right)\left(i \lambda \sigma_{1}+i \mu \sigma_{2}+i v \sigma_{3}+\varrho 1\right) \\
\lambda^{2}+\mu^{2}+v^{2}+\varrho^{2}=1
\end{array}\right\}
\]

Такое представление эквивалентно кватернионной формуле (12.6):
\[
\left.\begin{array}{c}
x^{\prime} i+y^{\prime} j+z^{\prime} k=(\lambda i+\mu j+v k+\varrho) \times \\
\times(x i+y j+z k)(-\lambda i-\mu j-v k+\varrho), \\
\lambda^{2}+\mu^{2}+v^{2}+\varrho^{2}=1 .
\end{array}\right\}
\]

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru