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Los vectores propios de una operación de simetría de reflexión y rotación

En el libro que estoy leyendo hay una pregunta,

Demostrar que dada una rotación $R(\phi \hat{n})$ y una reflexión $\sigma$ se conmutan si $\sigma \perp \hat{n}$ y $\phi=\pi$ . (Rotación binaria normal al plano de reflexión).

La respuesta en la parte posterior del libro es,

Tome $R(\phi z)$ . Para $\phi=\pi$ los vectores propios, con los valores propios entre paréntesis, son: $\vec{z}(+1), \vec{x}(-1), \vec{y}(-1)$ . Si $\sigma$ es el $\vec{x}\vec{y}$ plano sus vectores propios son $\vec{x}(+1), \vec{y}(+1), \vec{z}(-1)$ y coinciden con los de $R(\pi\vec{z})$ .

Mi pregunta:

Pensaba que un vector propio de una operación de simetría es aquel que después de la operación de simetría $g\vec{r}$ deja que r cambie sólo por los valores propios +1 o -1. En mi opinión, esto significa que los vectores propios de un operador de reflexión $\sigma$ serían todos los vectores en el plano de reflexión y la normal al plano. No sólo los dos vectores particulares que abarcan el plano.

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Matt Dawdy Puntos 5479

Los vectores propios no son únicos en general y pueden serlo con respecto a cualquier valor propio. Generalmente lo que se hace es elegir una base para un determinado eigenspace (el espacio de los vectores propios con respecto a un valor propio concreto) en los casos en que existe dicha base. En este caso, el espacio de vectores propios asociado al valor propio $1$ es todo el plano de reflexión, y cualquier base de esto funciona.

Sin embargo, en el caso genérico los eigenspaces tienen dimensión $1$ y este problema no se produce.

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