Сферни хармоници у математици представљају угаони део решења Лапласове једначине у сферним координатама.

Сферне хармонике је први 1782. увео Пјер Симон Лаплас, а облика су:

и решење су једначине:

Лапласова једначина Лапласова једначина у сферним координатама има облик:

Једначину решавамо сепарацијом варијабли претпостављајући решење облика:

Сепарацијом варијабли добија се:

Множећи са и делећи са добија се:

односно добијају се две једначине:

Угаона једначина

може даље да се сепарира по две варијабле:

Одатле се добија:

тј. две једначине:

Решење прве једначине је:

Да би друга једначина имала решење мора бити задовољено .

Коначно за угао добија се једначина:

Уведемо ли супституцију добија се: < односно једначина чије решење су придружени Лежандрови полиноми . Сада треба да нормирамо та решења уз помоћ па добијамо:

Исто тако треба да се нормира и по другом углу , па се добија: .

Заједничко угаоно решење је онда управо функција, коју називамо сферни хармоник:

Нека својства Сферни хармоници су ортогонални: . Задовољавају релацију потпуности:

Осим тога у случају трансформација вреди:

Интеграл три сферна хармоника дат је преко 3-jm симбола:

где су , and цели бројеви.

Адициона теорема Претпоставимо да су два јединична вектора и предстaвљена у сферним кординатама односно . Угао између два вектора је онда:

Адиционa теоремa за сферне хармонике је:

За случај када се ради о истом вектору добија се:

Развој по сферним хармоницима Пошто сферни хармоници чине потпун скуп опртонормалних функција функције могу да се развију преко њих:

а коефицијенти су:

Табела неких сферних хармоника + Првих неколико сферних хармоника Ylm l = 0 l = 1 l = 2 l = 3 m = -3 m = −2 m = −1 m = 0 m = 1 m = 2 m = 3

Литература

-{Abramowitz, Milton; Stegun, Irene A., eds. (1965), Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, New York: Dover. .}- Сферни хармоници .

. . . . . . -{ E.W. Hobson, , Chelsea Pub. Co. . C. Müller, Spherical Harmonics, (1966) Springer, Lecture Notes in Mathematics, Vol. 17. . E. U. Condon and G. H. Shortley, , , See chapter 3. J.D. Jackson, , , volume II. Dover. .

D. A. Varshalovich, A. N. Moskalev, V. K. Khersonskii , World Scientific Publishing Co., Singapore,

Категорија:Специјалне функције Категорија:Фуријеова анализа Категорија:Атомска физика Категорија:Хармонијска анализа Категорија:Парцијалне диференцијалне једначине