演算子
A:「前回の波動方程式は、φ,xx =(1/c)^2・φ,ttという形だったけど、次はどうするの?」
B:「偏微分の演算子∂を使った形にも慣れておいた方がいいから、xでの偏微分∂/∂xを∂xとして、tでの偏微分∂/∂tを∂tとする。波動方程式は(∂xx)φ=(1/c)^2・(∂tt)φと書けるんだ(*1)。」
A:「∂xxは∂x∂xで、∂ttは∂t∂tだね。2回続けるってこと。」
B:「∂x+(1/c)・∂tを1つの演算子とみなして、∂Xとおくと、(∂X)φはどうなるかな?」
A:「要するに、φ,x と、φ,tをcで割ったものを足せばいいから、
[k+(−ω/c)]・φ,δが出てくる。」
B:「次に、∂x−(1/c)・∂tを1つの演算子とみなして、∂Tとおくんだ。(∂T)(∂X)φはどうなる?」
A:「係数[k+(−ω/c)]はとりあえず措いといて、φ,δをxで偏微分したものから、φ,δをtで偏微分してcで割ったものを引くと・・・。
[k−(−ω/c)]・φ,δδになる。
結局、[k^2−(ω/c)^2]・φ,δδだから、例によって[]内はゼロ。
ゆえに、(∂T)(∂X)φ=0ってことになる。」
B:「僕の座標ではダッシュをつけるだけだから、(∂T')(∂X')φ=0だね。」
A:「どっちも同じ形になって、無に等しい。」
B:「∂T'∂X'φ(δ')=∂T∂Xφ(δ)は覚え易いよ。∂Tと∂Xの順番を入れ替えても構わないから、後で確かめといてよ(*2)。」
A:「ラージャー。」
(*1)
(∂~2/∂x~2)φ=(1/c)^2・(∂~2/∂t~2)φ
(*2)
∂X∂Tφ=∂X(φ,x−(1/c)・φ,t)
=∂X[k−(−ω/c)]・φ,δ
=[k−(−ω/c)]・∂Xφ,δ
=[k−(−ω/c)]・(φ,δx+(1/c)・φ,δt)
=[k−(−ω/c)]・[k+(−ω/c)]・φ,δδ