調和分析

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光的調和分析。圖中是紅光和其他波長光線的相互作用。若波長差為λ/2(半波長),紅光完全的和二次諧波紫光同相位。圖中所有其他的光和紅光的波長差都小於λ/2,因此合成波中會出現諧波振盪。若波長差是λ/14,每14個週期都會出現一次振盪。若波長差是λ/8,每8個週期都會出現一次振盪。振盪在λ/4波長差時最為頻繁,每4個週期出現一次振盪,若波長差為λ/3,每7個週期出現一次振盪。若波長差為λ/2.5,每13個週期出現一次振盪。

調和分析(Harmonic analysis)也稱為諧波分析,是數學中的一個分枝,是由基本疊加來表示其他函數或是信號,並且研究及擴展傅里葉級數傅里葉變換(也是傅里葉分析的擴展)。自十九世紀以來,調和分析已用在許多的領域中,像是信號處理量子力學潮汐理論英語Theory of tides神經科學

Rn以下的經典傅里葉變換目前仍然是一個正在研究的領域,特別是將傅里葉變換應用在一些較廣義的概念下,例如緩增廣義函數(tempered distribution)。例如若在某一分佈f上加上一些條件,也會試圖將此條件轉換到f的傅里葉變換上。培力-威納定理英語Paley–Wiener theorem即為此例。培力-威納定理指出若f是一個緊支撐下的非零分佈(這裏包括緊支撐下的函數),則其傅里葉變換一定不會是緊支撐。這是調和分析不確定性原理的一個基本形式。

調和分析中的調和(harmonic,或稱為諧波)起源自古希臘文harmonikos,意思是「有音樂上的技巧」[1]。在物理的特徵值問題中,開始用harmonic一詞表示某些特定的波,其頻率是其他波頻率的整數倍,就像泛音列的頻率是第一泛音的整數倍一様,後來這個詞也漸漸擴展,超過原來的意思。

傅里葉級數也常用希爾伯特空間的方式來進行研究,因此調和分析和泛函分析也有一些關係。

參考資料[編輯]