一种曲线坐标系,其中两组坐标曲面通过绕 椭圆柱坐标系 的曲线旋转获得,旋转轴为 x轴,重新标记为 z轴。第三组坐标由穿过该轴的平面组成。
其中
,
, 和
。请注意,有几种常见的约定;Arfken (1970) 使用
而不是
,Moon 和 Spencer (1988, p. 28) 使用
。
在这个坐标系中,比例因子 是
拉普拉斯算符为
![del ^2f=1/(sinetasinhxi(sin^2eta+sinh^2xi)){partial/(partialxi)(sinetasinhxi(partialf)/(partialxi))+partial/(partialeta)(sinetasinhxi(partialf)/(partialeta))+partial/(partialphi)[(cschxisineta+cscetasinhxi)(partialf)/(partialphi)]}.](/images/equations/ProlateSpheroidalCoordinates/Inline25.svg) |
(7)
|
![=1/(sin^2eta+sinh^2xi)[(csc^2eta+csch^2xi)(partial^2f)/(partialphi^2)+coteta(partialf)/(partialeta)+(partial^2f)/(partialeta^2)+cothxi(partialf)/(partialxi)+(partial^2f)/(partialxi^2)]](/images/equations/ProlateSpheroidalCoordinates/Inline26.svg) |
(8)
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另一种用于“双中心”问题的形式定义为
其中
,
, 和
(Abramowitz 和 Stegun 1972)。在这些坐标中,
根据到两个焦点的距离,
比例因子为
拉普拉斯算符为
![del ^2f=1/(a^2){1/(xi_1^2-xi_2^2)partial/(partialxi_1)[(xi_1^2-1)(partialf)/(partialxi_1)]+1/(xi_1^2-xi_2^2)partial/(partialxi_2)[(1-xi_2^2)(partialf)/(partialxi_2)]+1/((xi_1^2-1)(1-xi_2^2))(partial^2f)/(partialxi_3^2)}.](/images/equations/ProlateSpheroidalCoordinates/NumberedEquation1.svg) |
(21)
|
亥姆霍兹微分方程在扁长球面坐标系中是可分离的。
另请参阅
亥姆霍兹微分方程--扁长球面坐标,
纬度,
经度,
扁球面坐标,
球面坐标
使用 Wolfram|Alpha 探索
参考文献
Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (Eds.). "扁长球面坐标的定义。" §21.2 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. 纽约: Dover, p. 752, 1972年。Arfken, G. "扁长球面坐标 (
,
,
)." §2.10 in Mathematical Methods for Physicists, 2nd ed. 奥兰多, FL: Academic Press, pp. 103-107, 1970年。Byerly, W. E. 傅里叶级数、球面、柱面和椭球面调和函数的初等论著,以及在数学物理问题中的应用。 纽约: Dover, pp. 243-244, 1959年。Moon, P. 和 Spencer, D. E. "扁长球面坐标
." 表 1.06 in Field Theory Handbook, Including Coordinate Systems, Differential Equations, and Their Solutions, 2nd ed. 纽约: Springer-Verlag, pp. 28-30, 1988年。Morse, P. M. 和 Feshbach, H. 理论物理方法,第一部分。 纽约: McGraw-Hill, p. 661, 1953年。Wrinch, D. M. "倒扁长球体。" Philos. Mag. 280, 1061-1070, 1932年。在 Wolfram|Alpha 中被引用
扁长球面坐标
请引用为
Weisstein, Eric W. "扁长球面坐标。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/ProlateSpheroidalCoordinates.html
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