球面調和関数表

提供: testwiki
ナビゲーションに移動 検索に移動

以下は球面調和関数の表である。ただし、テンプレート:Mvarテンプレート:Mvar との関係としては

x=rsinθcosφy=rsinθsinφz=rcosθ

である。

球面調和関数

テンプレート:Math から テンプレート:Math までは テンプレート:Harvtxt を典拠としている。また、テンプレート:Math から テンプレート:Math までの テンプレート:Mvar 形式での関数は MathWorld でも確認できる。

l = 0

Y00(x)=121π

l = 1

Y11(x)=1232πeiφsinθ=1232πxiyr
Y10(x)=123πcosθ=123πzr
Y11(x)=1232πeiφsinθ=1232πx+iyr

l = 2

Y22(x)=14152πe2iφsin2θ=14152πx22ixyy2r2
Y21(x)=12152πeiφsinθcosθ=12152πxziyzr2
Y20(x)=145π(3cos2θ1)=145πx2y2+2z2r2
Y21(x)=12152πeiφsinθcosθ=12152πxz+iyzr2
Y22(x)=14152πe2iφsin2θ=14152πx2+2ixyy2r2

l = 3

Y33(x)=1835πe3iφsin3θ=1835πx33ix2y3xy2+iy3r3
Y32(x)=141052πe2iφsin2θcosθ=141052πx2z2ixyzy2zr3
Y31(x)=1821πeiφsinθ(5cos2θ1)=1821πx3+ix2yxy2+4xz2+iy34iyz2r3
Y30(x)=147π(5cos3θ3cosθ)=147π3x2z3y2z+2z3r3
Y31(x)=1821πeiφsinθ(5cos2θ1)=1821πx3ix2yxy2+4xz2iy3+4iyz2r3
Y32(x)=141052πe2iφsin2θcosθ=141052πx2z+2ixyzy2zr3
Y33(x)=1835πe3iφsin3θ=1835πx3+3ix2y3xy2iy3r3

l = 4

Y44(x)=316352πe4iφsin4θ
Y43(x)=3835πe3iφsin3θcosθ
Y42(x)=3852πe2iφsin2θ(7cos2θ1)
Y41(x)=385πeiφsinθ(7cos3θ3cosθ)
Y40(x)=3161π(35cos4θ30cos2θ+3)
Y41(x)=385πeiφsinθ(7cos3θ3cosθ)
Y42(x)=3852πe2iφsin2θ(7cos2θ1)
Y43(x)=3835πe3iφsin3θcosθ
Y44(x)=316352πe4iφsin4θ

l = 5

Y55(x)=33277πe5iφsin5θ
Y54(x)=3163852πe4iφsin4θcosθ
Y53(x)=132385πe3iφsin3θ(9cos2θ1)
Y52(x)=1811552πe2iφsin2θ(3cos3θ1cosθ)
Y51(x)=1161652πeiφsinθ(21cos4θ14cos2θ+1)
Y50(x)=11611π(63cos5θ70cos3θ+15cosθ)
Y51(x)=1161652πeiφsinθ(21cos4θ14cos2θ+1)
Y52(x)=1811552πe2iφsin2θ(3cos3θ1cosθ)
Y53(x)=132385πe3iφsin3θ(9cos2θ1)
Y54(x)=3163852πe4iφsin4θcosθ
Y55(x)=33277πe5iφsin5θ

l = 6

Y66(x)=1643003πe6iφsin6θ
Y65(x)=3321001πe5iφsin5θcosθ
Y64(x)=332912πe4iφsin4θ(11cos2θ1)
Y63(x)=1321365πe3iφsin3θ(11cos3θ3cosθ)
Y62(x)=1641365πe2iφsin2θ(33cos4θ18cos2θ+1)
Y61(x)=1162732πeiφsinθ(33cos5θ30cos3θ+5cosθ)
Y60(x)=13213π(231cos6θ315cos4θ+105cos2θ5)
Y61(x)=1162732πeiφsinθ(33cos5θ30cos3θ+5cosθ)
Y62(x)=1641365πe2iφsin2θ(33cos4θ18cos2θ+1)
Y63(x)=1321365πe3iφsin3θ(11cos3θ3cosθ)
Y64(x)=332912πe4iφsin4θ(11cos2θ1)
Y65(x)=3321001πe5iφsin5θcosθ
Y66(x)=1643003πe6iφsin6θ

l = 7

Y77(x)=3647152πe7iφsin7θ
Y76(x)=3645005πe6iφsin6θcosθ
Y75(x)=3643852πe5iφsin5θ(13cos2θ1)
Y74(x)=3323852πe4iφsin4θ(13cos3θ3cosθ)
Y73(x)=364352πe3iφsin3θ(143cos4θ66cos2θ+3)
Y72(x)=36435πe2iφsin2θ(143cos5θ110cos3θ+15cosθ)
Y71(x)=1641052πeiφsinθ(429cos6θ495cos4θ+135cos2θ5)
Y70(x)=13215π(429cos7θ693cos5θ+315cos3θ35cosθ)
Y71(x)=1641052πeiφsinθ(429cos6θ495cos4θ+135cos2θ5)
Y72(x)=36435πe2iφsin2θ(143cos5θ110cos3θ+15cosθ)
Y73(x)=364352πe3iφsin3θ(143cos4θ66cos2θ+3)
Y74(x)=3323852πe4iφsin4θ(13cos3θ3cosθ)
Y75(x)=3643852πe5iφsin5θ(13cos2θ1)
Y76(x)=3645005πe6iφsin6θcosθ
Y77(x)=3647152πe7iφsin7θ

l = 8

Y88(x)=3256121552πe8iφsin8θ
Y87(x)=364121552πe7iφsin7θcosθ
Y86(x)=11287293πe6iφsin6θ(15cos2θ1)
Y85(x)=364170172πe5iφsin5θ(5cos3θ1cosθ)
Y84(x)=312813092πe4iφsin4θ(65cos4θ26cos2θ+1)
Y83(x)=164196352πe3iφsin3θ(39cos5θ26cos3θ+3cosθ)
Y82(x)=3128595πe2iφsin2θ(143cos6θ143cos4θ+33cos2θ1)
Y81(x)=364172πeiφsinθ(715cos7θ1001cos5θ+385cos3θ35cosθ)
Y80(x)=125617π(6435cos8θ12012cos6θ+6930cos4θ1260cos2θ+35)
Y81(x)=364172πeiφsinθ(715cos7θ1001cos5θ+385cos3θ35cosθ)
Y82(x)=3128595πe2iφsin2θ(143cos6θ143cos4θ+33cos2θ1)
Y83(x)=164196352πe3iφsin3θ(39cos5θ26cos3θ+3cosθ)
Y84(x)=312813092πe4iφsin4θ(65cos4θ26cos2θ+1)
Y85(x)=364170172πe5iφsin5θ(5cos3θ1cosθ)
Y86(x)=11287293πe6iφsin6θ(15cos2θ1)
Y87(x)=364121552πe7iφsin7θcosθ
Y88(x)=3256121552πe8iφsin8θ

l = 9

Y99(x)=1512230945πe9iφsin9θ
Y98(x)=32562309452πe8iφsin8θcosθ
Y97(x)=351213585πe7iφsin7θ(17cos2θ1)
Y96(x)=112840755πe6iφsin6θ(17cos3θ3cosθ)
Y95(x)=32562717πe5iφsin5θ(85cos4θ30cos2θ+1)
Y94(x)=3128950952πe4iφsin4θ(17cos5θ10cos3θ+1cosθ)
Y93(x)=125621945πe3iφsin3θ(221cos6θ195cos4θ+39cos2θ1)
Y92(x)=31281045πe2iφsin2θ(221cos7θ273cos5θ+91cos3θ7cosθ)
Y91(x)=3256952πeiφsinθ(2431cos8θ4004cos6θ+2002cos4θ308cos2θ+7)
Y90(x)=125619π(12155cos9θ25740cos7θ+18018cos5θ4620cos3θ+315cosθ)
Y91(x)=3256952πeiφsinθ(2431cos8θ4004cos6θ+2002cos4θ308cos2θ+7)
Y92(x)=31281045πe2iφsin2θ(221cos7θ273cos5θ+91cos3θ7cosθ)
Y93(x)=125621945πe3iφsin3θ(221cos6θ195cos4θ+39cos2θ1)
Y94(x)=3128950952πe4iφsin4θ(17cos5θ10cos3θ+1cosθ)
Y95(x)=32562717πe5iφsin5θ(85cos4θ30cos2θ+1)
Y96(x)=112840755πe6iφsin6θ(17cos3θ3cosθ)
Y97(x)=351213585πe7iφsin7θ(17cos2θ1)
Y98(x)=32562309452πe8iφsin8θcosθ
Y99(x)=1512230945πe9iφsin9θ

l = 10

Y1010(x)=11024969969πe10iφsin10θ
Y109(x)=15124849845πe9iφsin9θcosθ
Y108(x)=15122552552πe8iφsin8θ(19cos2θ1)
Y107(x)=351285085πe7iφsin7θ(19cos3θ3cosθ)
Y106(x)=310245005πe6iφsin6θ(323cos4θ102cos2θ+3)
Y105(x)=32561001πe5iφsin5θ(323cos5θ170cos3θ+15cosθ)
Y104(x)=325650052πe4iφsin4θ(323cos6θ255cos4θ+45cos2θ1)
Y103(x)=32565005πe3iφsin3θ(323cos7θ357cos5θ+105cos3θ7cosθ)
Y102(x)=35123852πe2iφsin2θ(4199cos8θ6188cos6θ+2730cos4θ364cos2θ+7)
Y101(x)=125611552πeiφsinθ(4199cos9θ7956cos7θ+4914cos5θ1092cos3θ+63cosθ)
Y100(x)=151221π(46189cos10θ109395cos8θ+90090cos6θ30030cos4θ+3465cos2θ63)
Y101(x)=125611552πeiφsinθ(4199cos9θ7956cos7θ+4914cos5θ1092cos3θ+63cosθ)
Y102(x)=35123852πe2iφsin2θ(4199cos8θ6188cos6θ+2730cos4θ364cos2θ+7)
Y103(x)=32565005πe3iφsin3θ(323cos7θ357cos5θ+105cos3θ7cosθ)
Y104(x)=325650052πe4iφsin4θ(323cos6θ255cos4θ+45cos2θ1)
Y105(x)=32561001πe5iφsin5θ(323cos5θ170cos3θ+15cosθ)
Y106(x)=310245005πe6iφsin6θ(323cos4θ102cos2θ+3)
Y107(x)=351285085πe7iφsin7θ(19cos3θ3cosθ)
Y108(x)=15122552552πe8iφsin8θ(19cos2θ1)
Y109(x)=15124849845πe9iφsin9θcosθ
Y1010(x)=11024969969πe10iφsin10θ

線型結合された球面調和関数

線型結合により導出される実際の電子軌道の球面調和関数。テンプレート:Math から テンプレート:Math までは テンプレート:Harvtxt 及び テンプレート:Harvtxt を、テンプレート:Mathテンプレート:Harvtxt のみを典拠としている。

l = 0

Y00=s=Y00=121π

l = 1

Y1,1=py=i12(Y11+Y11)=34πyr
Y10=pz=Y10=34πzr
Y11=px=12(Y11Y11)=34πxr

l = 2

Y2,2=dxy=i12(Y22Y22)=1215πxyr2
Y2,1=dyz=i12(Y21+Y21)=1215πyzr2
Y20=dz2=Y20=145πx2y2+2z2r2
Y21=dxz=12(Y21Y21)=1215πzxr2
Y22=dx2y2=12(Y22+Y22)=1415πx2y2r2

l = 3

Y3,3=fy(3x2y2)=i12(Y33+Y33)=14352π(3x2y2)yr3
Y3,2=fxyz=i12(Y32Y32)=12105πxyzr3
Y3,1=fyz2=i12(Y31+Y31)=14212πy(4z2x2y2)r3
Y30=fz3=Y30=147πz(2z23x23y2)r3
Y31=fxz2=12(Y31Y31)=14212πx(4z2x2y2)r3
Y32=fz(x2y2)=12(Y32+Y32)=14105π(x2y2)zr3
Y33=fx(x23y2)=12(Y33Y33)=14352π(x23y2)xr3

l = 4

Y4,4=gxy(x2y2)=i12(Y44Y44)=3435πxy(x2y2)r4
Y4,3=gzy3=i12(Y43+Y43)=34352π(3x2y2)yzr4
Y4,2=gz2xy=i12(Y42Y42)=345πxy(7z2r2)r4
Y4,1=gz3y=i12(Y41+Y41)=3452πyz(7z23r2)r4
Y40=gz4=Y40=3161π(35z430z2r2+3r4)r4
Y41=gz3x=12(Y41Y41)=3452πxz(7z23r2)r4
Y42=gz2xy=12(Y42+Y42)=385π(x2y2)(7z2r2)r4
Y43=gzx3=12(Y43Y43)=34352π(x23y2)xzr4
Y44=gx4+y4=12(Y44+Y44)=31635πx2(x23y2)y2(3x2y2)r4

参考文献

原論文

書籍

関連項目

外部リンク