Теория симметрии молекул

Рассмотрим теперь оператор

, (39)

действующий в модуле М (j фиксировано). Согласно теореме 2, - оператор проектирования. Поэтому этот оператор оставляет без изменения все базисные элементы (s=1, 2

, …, ni), расположенные в j-м столбце выражения (38), и обращает в нуль все остальные векторы базы. Обозначим через Mij векторное пространство, натянутое на ортогональную систему векторов , стоящие в j-м столбце выражения (38). Тогда можно сказать, что является оператором проектирования на пространство Mij. Оператор известен, так как известны диагональные элементы матриц неприводимых представлений групп, а также оператор T(g).

Теперь можно решить нашу задачу.

Выберем ni произвольных базисных векторов в M: и подействуем на них оператором проектирования . Полученные векторы лежат в пространстве Mij и являются линейно независимыми. Они не обязательно ортогональны и нормированы. Ортонормируем полученную систему векторов согласно правилу из § 2. Полученную систему векторов обозначим eij(s) в соответствии с обозначениями, принятыми в предположении, что задача решена. Как уже обозначалось, здесь j фиксировано, а s=1, 2, …, ni. Обозначим eif(s) (f=1, 2, …, j-1, j+1, …, mi), остальные элементы базы модуля Mi размерности nimi. Обозначим через следующий оператор:

. (40)

Из соотношений ортогональности для матриц неприводимых представлений следует, что этот оператор дает возможность получить eigs по формуле

, i=1, 2, …, t. (41)

Все сказанное можно выразить в виде следующего алгоритма.

Для того, чтобы найти базу модуля М из элементов, преобразующихся по неприводимым представлениям Тi, содержащихся в представлении Т, связанном с модулем М, необходимо:

1.По формуле (32) найти размерности подпространств Мij, соответствующих j-компоненте неприводимого представления Ti.

2.Найти с помощью оператора проектирования (39) все подпространства Mij.

3.В каждом подпространстве Mij выбрать произвольную ортонормированную базу.

4.Используя формулу (41), найти все элементы базы, преобразующихся по остальным компонентам неприводимого представления Тi.

Заключение

Группы – один из основных типов алгебраических систем, а теория групп – один из основных разделов современной алгебры. Понадобилась работа нескольких поколений математиков прежде чем идея групп выкристаллизовалась с ее сегодняшней ясностью. От Лагранжа через работы Руффини и Абеля к Эваристу Галуа, в работах которого уже достаточно сознательно используется идея группы (им же впервые введен и сам термин), - вот путь, по которому развивалась эта идея в рамках теории алгебраических уравнений. В настоящее время теория групп является одной из самых развитых областей алгебры, имеющей многочисленные применения в как в самой математике, так и за ее пределами – в топологии, теории функций, кристаллографии, квантовой механике и других областях математики и естествознания. Конечной целью собственно теории групп является описание всех групповых композиций.

Понятие группы позволяет в точных терминах охарактеризовать симметричность той или иной геометрической фигуры. Именно с таких позиций Е.С. Федоров решил задачу классификации правильных пространственных систем точек, являющуюся одной из основных задач кристаллографии.

Независимо и по другим причинам идея группы возникла в геометрии, когда в середине XIX в. на смену единой античной геометрии пришли многочисленные «геометрии» и остро встал вопрос об установлении связей и родства между ними. Выход был указан «Эрлангенской программой» Клейна, положившей в основу классификации геометрий понятие группы преобразований.

Лежащее в фундаменте современной математики понятие группы является весьма разносторонним орудием самой математики. Вместе с тем группы – это мощный инструмент познания одной из наиболее глубоких закономерностей реального мира – симметрии.

Список использованной литературы

1. Морозов В.П., Дышлис А.А. Лекции по теории симметрии молекулы: Учеб. пособие. – Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1991. – 180 с.

2. Александров П.С. Введение в теорию групп. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической лит-ры, 1980 – 144 с.

3. Каргаполов М.И., Мерзляков Ю.И. Основы теории групп – 4-е изд., перераб. – М.: Наука. Физматлит, 1996 – 288 с.

4. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул./ Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов-на-Дону: «Феникс», 1997 – 560 с.

5. Дей К., Селби Д. Теоретическая неорганическая химия. Пер. с англ.; под ред. д-ра хим. наук К.В. Астахова. Изд. 3-е, испр. и доп. М., «Химия», 1976 – 568 с.

6. Виленкин Н.Я. Специальные функции и теория представлений групп. – М.: Наука, 1965 – 588 с.

7. Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для ВУЗов, - 23-е изд., испр./ Под ред. В.А. Рабиновича. – Л.: Химия, 1983 – 704 с.

8. Курош А.Г. Курс высшей алгебры – М.: Наука, 1971 – 432 с.

 Скачать реферат