2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Реализация двумерных полиномов Эрмита для комплекных чисел!
Сообщение14.02.2010, 21:30 


14/02/10
6
День добрый!
Для решения некой физической задачи хочу программно построить двумерные функции Эрмита-Гаусса для комплексных чисел
(Довольно подробное описание дано, например, здесь: http://www.fian.smr.ru/img_beam/Vestnik.djv)
Прежде чем сформулировать вопрос, поясню:
Для одномерного случая полиномы Эрмита можно построить, используя рекурентное соотношение
$h_0(x)=1$
$h_1(x)=2t$
$h_n_+_1(x)=2t\cdot h_n(x)-2n\cdot h_n_-_1(x)$
Для этого я циклом сначала задавал переменную $x$ в каком-то диапазоне,
затем полученный массив $x$ использовал для вычисления полиномов.
В итоге получался двумерный массив, в котором были определены значения для каждого из $n$ полиномов для каждого из $x$
Функции Э-Г для вещественных чисел можно построить, если вычислим полиномы для второй координаты $y$, и перемножим их по правилу:
$H_{nm}=e^{-x^2-y^2}\cdot h_n(\sqrt2x)\cdot h_m(\sqrt2y)$
получается четырехмерный массив, если зафиксируем $n, m$, и возведем массив в квадрат, его можно представить графически как интенсивность.
Например, при значении $n,m=3$, получим "интенсивность", показанную слева в верхнем ряду на прикрепленном рисунке, $n=5, m=4$ - изображение сверху в центре, и т.д.
Вопрос состоит в том - как получить соответсвующие им "фазы", вида $e^{i\varphi}$, (нижний ряд на рисунке)
Изображение

По моим соображениям, для этого нужно задать еще одну ось, скажем, $\zeta$, так, что $x+i\zeta$ будет комплексным числом.
для них построить полиномы эрмита, и опираясь на них построить функции эрмита-Гаусса
А потом разделить на вещественные и комплексные части
Непонято, как именно строить полиномы Эрмита от комплексного числа. Задавать вместо оси $x$ плоскость $x+i\zeta$?
Тогда циклов становится слишком много, и программа ругается - что нехватает памяти.
и как потом отделять вещественную часть от мнимой?
или же можно отдельно подсчитать вещественную часть, отдельно мнимую?

 Профиль  
                  
 
 Re: Реализация двумерных полиномов Эрмита для комплекных чисел!
Сообщение22.02.2010, 03:53 
Модератор
Аватара пользователя


11/01/06
5702
Trittch в сообщении #289129 писал(а):
Для одномерного случая полиномы Эрмита можно построить, используя рекурентное соотношение
$h_0(x)=1$
$h_1(x)=2t$
$h_n_+_1(x)=2t\cdot h_n(x)-2n\cdot h_n_-_1(x)$
Для этого я циклом сначала задавал переменную $x$ в каком-то диапазоне,
затем полученный массив $x$ использовал для вычисления полиномов.

А зачем? Постройте полиномы в алгебраической форме (то есть по сути вычислите последовательность коэффициентов каждого многочлена). А потом подставляйте в качестве аргумента любые значения (даже комплексные) и вычисляйте значения полинома по схеме Горнера. Тогда и "строить полиномы Эрмита от комплексного числа" вам не придется (тем более, что это фраза нонсенс).

Явные выражения для полиномов Эрмита маленьких порядков приведены на MathWorld и в Википедии.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реализация двумерных полиномов Эрмита для комплекных чисел!
Сообщение25.02.2010, 01:04 


14/02/10
6
все было настолько проще, что сейчас даже не понятно - как я сразу не додумался :D
если фаза $\phi$задается в виде $e^{i\phi}$, так естественно, что надо просто взять натуральный логарифм, чтобы ее получить...

 Профиль  
                  
 
 Re: Реализация двумерных полиномов Эрмита для комплекных чисел!
Сообщение18.03.2010, 00:09 


14/02/10
6
Пришло новое понимание:
поскольку функции Эрмита-Гаусса вещественные, то фаза может быть равна либо $0$, либо $\pi$, во втором случае функция просто меняет знак (так как $e^{i\pi}=-1$), что и видно на картинке.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реализация двумерных полиномов Эрмита для комплекных чисел!
Сообщение18.03.2010, 00:20 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13438
с Территории
Дак это. Говорят, пси-функции для связанных состояний вообще всегда можно выбрать вещественными, ЕВПОЧЯ.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group