Grupa obrotów: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Dodano definicje grupy fundamentalnej i nakrywającej grupy SO(3).
Linia 52:
 
nazywa się '''stałymi struktury''' grupy, ponieważ (prawie) zupełnie determinują strukturą multiplikatywną grupy (tj. wyniki mnożenia elementów grupy przez siebie). Generatory razem z relacjami komutacji definiują [[Algebra Liego|algebrę Liego]] <math>SO(3).\,</math>
 
=== Zwartość grupy SO(3) ===
('''5''') Grupa <math>SO(3)</math> jest '''grupą zwartą''', tzn. parametry <math>z_1,z_2,z_3</math> należą do [[Przestrzeń zwarta|zbioru zwartego]] <math>\Omega\subset R^3,</math> przy czym
 
: <math>z^a=\omega^a \psi,</math>
 
gdzie:
 
: <math>\omega^1=\sin\theta \sin\phi,</math> <math>\omega^2=\sin\theta \cos\phi,</math> <math>\omega^3=\cos\theta</math>
: – współrzędne kartezjańskie wektora jednostkowego, skierowanego wzdłuż osi obrotu,
: <math>\psi</math> – kąt obrotu wokół tej osi
: oraz
:<math>\theta\,\in \langle 0, \pi\rangle, \phi\in\langle 0, 2\pi\rangle,</math> <math>\psi\,\in\langle 0, 2\pi\rangle.</math>
 
=== Reprezentacja fundamentalna ===
Linia 58 ⟶ 71:
('''2''') Wybór generatorów nie jest unikalny - można znaleźć inne macierze 3 x 3, które spełniają te same warunki komutacji.
 
=== Inne reprezentacje grupy SO(3) ===
Oprócz reprezentacji fundamentalnej istnieją inne reprezentacje grupy: generatory tych reprezentacji spełniają te same warunki komutacji, jak generatory reprezentacji fundamentalnej, ale są macierzami wymiaru 1, 2, 4, 5, itd.
 
'''=== Reprezentacja nakrywająca''' SU(2) grupy SO(3) ===
 
Istnieje też tzw. reprezentacja nakrywająca, której generatorami są [[macierze Pauliego]] mnożone przez 1/2 - spełniają te same warunki komutacyjne, co generatory reprezentacji fundamentalnej:
 
Linia 82 ⟶ 94:
: <math>[\tau_a, \tau_b] =i\sum_c\,\epsilon_{a b c}\,\tau_c </math>
 
Generatory te generują poprzez eksponentę, zależną od 3 parametrów rzeczywistych <math>z_1,z_2,z_3</math>
 
:<math>U(z_1,z_2,z_3) = \exp\left[{i\sum_{a=1}^3 \tau_a\, z_a}\right],</math>
:<math>z_1,z_2,z_3</math>- parametry rzeczywiste,
 
[[Specjalna grupa unitarna|grupę specjalnych macierzy unitarnych]] SU(2) wymiaru 2 x 2. Przy czym każdej macierzy ortogonalnej grupy SO(3) odpowiadają jednoznacznie dwie macierze unitarne grupy SU(2) - stąd nazwa "reprezentacja nakrywająca".
 
('''5''') Grupa <math>SO(3)</math> jest '''grupą zwartą''', tzn. parametry <math>z_1,z_2,z_3</math> należą do [[Przestrzeń zwarta|zbioru zwartego]] <math>\Omega\subset R^3,</math> przy czym
 
: <math>z^a=\omega^a \psi,</math>
 
gdzie:
: <math>\omega^1=\sin\theta \sin\phi,</math> <math>\omega^2=\sin\theta \cos\phi,</math> <math>\omega^3=\cos\theta</math>
: – współrzędne kartezjańskie wektora jednostkowego, skierowanego wzdłuż osi obrotu,
: <math>\psi</math> – kąt obrotu wokół tej osi
: oraz
:<math>\theta\,\in \langle 0, \pi\rangle, \phi\in\langle 0, 2\pi\rangle,</math> <math>\psi\,\in\langle 0, 2\pi\rangle.</math>
 
== Algebra Liego grupy SO(n) ==