Von den ausgezeichneten Lösungen. § 7.
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unendlich nahe am Pole, so geht dasselbe in ein ebenes Ge
biet von der Art, wie es oben als Ringsector bezeichnet
wurde, über; liegt das beim Grenzübergang auf der Kugel
» betrachtete Viereck aber in endlicher Entfernung vom Pole,
so wird es zu einem gewöhnlichen Rechteck. —
Wir wollen uns nun mit den Normalfunctionen*) der
bezeichneten sphärischen Curvenvierecke beschäftigen, welche
sich physikalisch durch die Eigenschwingungen einer homogenen
dünnen Luftschicht von jener Gestalt veranschaulichen lassen
und nachstehender Differentialgleichung genügen:
man erhält dieselbe, wenn man u in der in Polarcoordinaten
r, ff, cp transformirten Gleichung Au-\-k' 2 u = 0 als von r
unabhängig annimmt und r constant, z. B. =1 setzt.
Führt man die rechtwinkligen Coordinaten |, rj in der
Aequatorebene ein, auf welche die Kugelfläche mit dem Radius
1 vom Pole & = je aus stereographisch projicirt sei, so ist
sin ■0’ sin cp
sin & COS Cp
1 -f- cos F ’ ^
1 -|- cos it ’
und es geht die vorstehende Differentialgleichung in
über, weil das lineare Vergrösserungsverhältniss bei der durch
die stereographische Projection hergestellten conformen Ab-
! + !* + »?
ist**). Das zu betrachtende sphärische
bildung
2
Viereck wird in der - H-Ebene auf einen Ringsector abgebildet.
*) Wenn schlechthin von den „Normalfunctionen eines Gebietes“
die Rede ist, so sollen darunter immer die (ev. specialisirten) ausge
zeichneten Lösungen der Differentialgleichung Au -f- Vu — 0 mit
constantem Factor von u oder derjenigen Differentialgleichung, welche
man aus dieser durch Einführung krummliniger Coordinaten erhält,
verstanden sein, also diejenigen Functionen, welche z. B. den Eigen
schwingungen einer homogenen, gleichförmig gespannten Membran oder
einer homogenen Luftmasse (bezw. Luftschicht von constanter Dicke)
von der gegebenen Gestalt entsprechen.
**) Cf. I, (Vorkommen der Differentialgleichung), B; § 4. S. 28—30.