§ 10. Сферические функции
Операторы
в сферических координатах. Операторы
являются дифференциальными эрмитовыми операторами, определенными (в системе единиц, где
формулой
В качестве полярной оси выбираем
— сферические координаты точки
обозначает совокупность двух угловых координат
есть плоскость
-плоскость
Элемент телесного угла есть
В сферических координатах имеем:
Определение сферических функций
Общие собственные функции операторов
Завершают определения условия:
а)
нормированы на единицу на сфере радиуса 1;
б) фазы выбраны так, чтобы удовлетворялись рекуррентные соотношения (89) и чтобы
была действительной и положительной величиной.
Соотношения ортонормированности и замкнутости:
Функции
образуют полную ортонормированную систему квадратично интегрируемых функций на сфере радиуса 1.
Рекуррентные соотношения:
Четность при пространственном отражении
Комплексное сопряокение:
Связь с функциями Лежандра
Таким образом,
есть произведение
на полином степени
и четности
от
. В частности,
Гармонические полиномы и сферические функции.
Однородные полиномы степени I от
образуют последовательность
линейно независимых гармонических полиномов степени
Несколько первых сферических функций: