4.7 自由空間中のダイアディック・グリーン関数の対称性

 自由空間中のダイアディック・グリーン関数G~~e0G~~m0は,先に示したように, (1)G~~e0(r,r)=(I~~+1k2)G0(r,r)(2)G~~m0(r,r)=×(I~~G0(r,r)) あるいは, (3)G~~m0(r,r)=G0(r,r)×I~~ ここで,G0(r,r)は自由空間中のスカラ・グリーン関数を示し, G0(r,r)=ejkR4πR(4)=G0(r,r) ただし, R|rr|(5)=(x1x1)2+(x2x2)2+(x3x3)2 まず, G0(r,r)=G0(r,r)=G0RR=G0R(R)(6)=G0(r,r) ただし, R=rrR(7)=R さらに, G0(r,r)=G0(r,r)=(G0R(R))=(G0R(R))(8)=G0(r,r) ただし, R=(rrR)=(rrR)(9)=R さて, G~~e0(r,r) において,rrを交換すると, (10)G~~e0(r,r)=(I~~+1k2)G0(r,r) ここで, G0(r,r)=G0(r,r)より, G~~e0(r,r)=(I~~+1k2)G0(r,r)(11)=G~~e0(r,r) 転置をとると, (G~~e0(r,r))T={(I~~+1k2)G0(r,r)}T(12)=G~~e0(r,r) ただし, (I~~)T=I~~.また, (G0(r,r))T=(i=13j=132G0xixjiiij)T(13)=G0(r,r) これより,次のようにG~~e0についての対称性(symmetrical property)が得られる. (14)(G~~e0(r,r))T=G~~e0(r,r) 次に, G~~m0(r,r) についてもrrを交換し,式(2)より, G~~m0(r,r)=×(I~~G0(r,r))=G0×I~~=G0×I~~=×(I~~G0(r,r))(15)=G~~m0(r,r) ここで,ダイアディクス公式 (a×F~~)Tb~~=F~~T(a×b~~)より, (G0×I~~)TI~~=I~~T(G0×I~~)(16)(G0×I~~)T=G0×I~~ また,G~~m0の転置は,式(3)より, (G~~m0(r,r))T=(G0×I~~)T=G0×I~~(17)=G~~m0(r,r) したがって,次のようにG~~m0についての対称性が得られる. (18)(G~~m0(r,r))T=G~~m0(r,r)