Laguerre-Polynome
- xy′′(x)+(1−x)y′(x)+ny(x)=0 n=0,1,…
Das
n-te
Laguerre-Polynom lässt sich über die Rodrieguez-Formel
- Ln(x):=n!exdxndn(xne−x)
darstellen. Es handelt sich dabei um eine
Polynom vom Grade
n. Über die ersten
Laguerre-Polynome
- L0(x)=1
- L1(x)=−x+1
- L2(x)=21(x2−4x+2)
- L3(x)=61(−x3+9x2−18x+6)
lassen sich die Weiteren über folgende Rekursionsformeln berechnen:
- (n+1)Ln+1(x)=(2n+1−x)Ln(x)−nLn−1
- xLn′(x)=nLn(x)−nLn−1(x)
Zugeordnete Laguerre-Polynome
Die zugeordneten-Laguerre
Polynome hängen mit den gewöhnlichen Laguerre-Polynomen über
- Lnk(x)=(−1)kdxkdkLn+k(x)
zusammen. Ihre Rodriguez-Formel lautet
- Lnk(x)=n!exx−kdxkdk(e−xxn+k)
Die zugeordneten Laguerre-Polynome erfüllen die zugeordnete Laguerregleichung
- zy′′(x)+(k+1−x)y′(x)+(p−k)y(x)=0, n=0,1,…k≤n
Die ersten zugeordneten Laguerre-Polynome lauten
- L0k(x)=1
- L1k(x)=−x+k+1
- L2k(x)=21[x2−2(k+2)x+(k+1)(k+2)]
- L3k(x)=61[−x3+3(k+3)x2−3(k+2)(k+3)x+(k+1)(k+2)(k+3)]
Wasserstoffatom
Die Laguerre-Polynome haben eine Anwendung in der Quantenmechanik bei der Lösung der Schrödinger-Gleichung für das Wasserstoffatom, bzw. im allgemeinen Fall für ein Coulomb-Potential. Verwendet man die leicht abgewandelten Definitionen
- Ln(x)=exdxndn(xne−x)
- Lnk(x)=dxkdkLn(x)
so lässt sich der Radialanteil der Wellenfunktion als
- Rnl(r)=Dnle−κr(2κr)lLn+l2l+1(2κr)
schreiben (Normierungskonstante
Dnl, charakteristische Länge
κ, Hauptquantenzahl
n, Bahndrehimpulsquantenzahl
l). Die zugeordneten
Laguerre-Polynome haben hier also eine entscheidende Rolle.
Es gibt Dinge, die den meisten Menschen unglaublich erscheinen, die nicht Mathematik studiert haben.
Archimedes
Anbieterkеnnzeichnung: Mathеpеdιa von Тhοmas Stеιnfеld
• Dοrfplatz 25 • 17237 Blankеnsее
• Tel.: 01734332309 (Vodafone/D2) •
Email: cο@maτhepedιa.dе