主题
Search

普朗歇尔定理


普朗歇尔定理指出,一个函数平方模的积分等于其频谱平方模的积分。它对应于 帕塞瓦尔定理 对于 傅里叶级数。它有时也被称为瑞利理论,因为它最早由瑞利(Rayleigh,1889年)在研究黑体辐射时使用。1910年,普朗歇尔首次确立了该定理成立的条件 (Titchmarsh 1924; Bracewell 1965, p. 113)。

换句话说,设 E(t) 是一个函数,它足够平滑,并且在无穷远处衰减得足够快,以至于其积分存在。此外,设 E(t)E_nu傅里叶变换 对,使得

E(t)=int_(-infty)^inftyE_nue^(-2piinut)dnu
(1)
E^_(t)=int_(-infty)^inftyE^__(nu^')e^(2piinu^'t)dnu^',
(2)

其中 z^_ 表示 复共轭

那么

int_(-infty)^infty|E(t)|^2dt=int_(-infty)^inftyE(t)E^_(t)dt
(3)
=int_(-infty)^infty[int_(-infty)^inftyE_nue^(-2piinut)dnuint_(-infty)^inftyE^__(nu^')e^(2piinu^'t)dnu^']dt
(4)
=int_(-infty)^inftyint_(-infty)^inftyint_(-infty)^inftyE_nuE^__(nu^')e^(2piit(nu^'-nu))dnudnu^'dt
(5)
=int_(-infty)^inftyint_(-infty)^inftyint_(-infty)^inftyE_nuE^__(nu^')e^(2piit(nu^'-nu))dtdnudnu^'
(6)
=int_(-infty)^inftyint_(-infty)^inftydelta(nu^'-nu)E_nuE^__(nu^')dnudnu^'
(7)
=int_(-infty)^inftyE_nuE^__nudnu
(8)
=int_(-infty)^infty|E_nu|^2dnu.
(9)

其中 delta(x-x_0)狄拉克δ函数 (或称 德尔塔函数)。


另请参阅

傅里叶变换, 帕塞瓦尔定理, 功率谱

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Bracewell, R. "瑞利定理." 傅里叶变换及其应用. New York: McGraw-Hill, pp. 112-113, 1965.Carleman, T. L'Intégrale de Fourier er questions qui s'y rattachent. Uppsala, Sweden: Almqvist and Wiksells, 1944.Rayleigh, J. W. S. "关于给定温度下完全辐射的特性." Philos. Mag. 27, 1889. Reprinted in Scientific Papers. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1899.Titchmarsh, E. C. "对傅里叶变换理论的贡献." Proc. London Math. Soc. 23, 279, 1924.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

普朗歇尔定理

请引用为

Weisstein, Eric W. "普朗歇尔定理." 来自 MathWorld——Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/PlancherelsTheorem.html

学科分类