при вращении сферы линейно преобразуется по формуле:
(1)
(q–1M — точка, в которую переходит точка М сферы при вращении q–1). Коэффициенты являются матричными элементами неприводимого унитарного представления веса l группы вращения сферы. Их называют также обобщёнными С. ф. Обобщённые С. ф. применяются при разложении векторных и тензорных полей на единичной сфере, решении некоторых задач теории упругости и т. д.
С формулой (1) связана теорема сложения для зональных С. ф.:
,
где cos g = cos q cos q‘ + sinq sinq' cos (j —j’), g — сферическое расстояние точки (q, j) от точки (q', j’).
Характерным примером многочисленных приложений С. ф. к вопросам математической физики и механики является применение их в теории потенциала. Пусть — поверхностная плотность распределения массы по сфере радиуса R с центром в начале координат; если а можно разложить в ряд С. ф. , сходящийся равномерно на поверхности сферы, то потенциал, соответствующий этому распределению масс, в каждой точке (r, q, j), внешней относительно данной сферы, равен
а в каждой точке, внутренней по отношению к сфере, равен
Общий член каждого из этих двух рядов представляет собой шаровую функцию соответственно степени n - 1 и n.
С. ф. были введены А. Лежандром и П. Лапласом в конце 18 в.
Лит.: Бейтмен Г., Эрдей и А., Высшие трансцендентные функции, пер. с англ., т. 1—2, М., 1973; Никифоров А. Ф., Уваров В. Б., Основы теории специальных функций, М., 1974; Гобсон Е. В., Теория сферических и эллипсоидальных функций, пер. с англ., М., 1952; Lense J., Kugelfunktionen, 2 Aufl., Lpz., 1954.
Сферический избыток
Сфери'ческий избы'ток, превышение суммы углов сферического треугольника сверх 180°, то есть сверх суммы углов прямолинейного треугольника на плоскости. Сумма углов треугольника, образованного тремя геодезическими линиями на поверхности с положительной кривизной, т. е. на выпуклой поверхности, всегда больше двух прямых и равна
где К — полная кривизна поверхности, а dS — элемент её площади. С. и. треугольника, образованного большими кругами на сфере (шаре) с радиусом R, равен
где S — площадь треугольника. Для небольших треугольников на поверхности земного шара с двумя сторонами a, b и углом С между ними величина e, выраженная в секундах дуги, равна
.
Сферический маятник
Сфери'ческий ма'ятник, материальная точка, движущаяся под действием силы тяжести по гладкой сферической поверхности, в частности по полусфере, обращенной выпуклостью вниз. См. Маятник.
Сферический треугольник
Сфери'ческий треуго'льник, геометрическая фигура, образованная дугами трёх больших кругов, соединяющих попарно три какие-нибудь точки на сфере. О свойствах С. т. и соотношениях между его элементами (углами и сторонами) см. в статьях Сферическая геометрия, Сферическая тригонометрия.
Сферическое отображение
Сфери'ческое отображе'ние поверхности S, непрерывное отображение S на сферу Р единичного радиуса, определяемое по параллельности касательных плоскостей в соответствующих точках поверхности и сферы (С. о. является также отображением по параллельности нормалей). Площадь s' сферического образа областей G поверхности S не меняется при изгибаниях S. Это обстоятельство позволяет рассматривать число s' как внутреннюю меру искривлённости области G (площадь s' рассматривается со знаком в зависимости от направления обхода её границы). Если существует предел К отношения s' к s (s — площадь G), когда область G стягивается к некоторой точке М на поверхности S, то он, очевидно, также не меняется при изгибаниях S и поэтому является внутренней характеристикой искривлённости S в точке М. Это число К называется полной, или гауссовой, кривизной поверхности S в точке М. С. о. поверхности играет важную роль в изучении свойств поверхностей.
Лит.: Рашевский П. К., Риманова геометрия и тензорный анализ, 3 изд., М., 1967; Гильберт Д., Кон-Фоссен С., Наглядная геометрия, пер. с нем., 2 изд., М., 1951.
Сферическое поле
Сфери'ческое по'ле, центральное поле, понятие теории поля (см. Поля теория). Векторное поле а (Р) называется С. п., если существует такая точка О, что все векторы а (Р) лежат на прямых, проходящих через О, и их длина зависит только от расстояния r точки Р до точки О, то есть а (Р) = f (r) n, где n — единичный вектор прямой. Скалярное поле u (P) называется С. п., если существует такая точка О, что u (P) зависит только от расстояния r точки Р до точки О, то есть и (Р) = j(r). Примеры векторного С. п.: силовое поле, образованное точечным зарядом, поле ньютоновского тяготения материальной точки. Пример скалярного С. п. — поле распределения температуры в изотропном однородном теле при точечном источнике тепла.
Сферо...
Сфе'ро... (от греч. spháira — шар), первая часть некоторых сложных слов, имеющих отношение к шару или сфере как геометрическим образам.
Сфероид
Сферо'ид (от сфера и греч. éidos — вид), сплюснутый эллипсоид вращения малого сжатия; в более общем смысле — всякая поверхность, близкая к сфере. См., например, Земной сфероид.
Сфероидизация
Сфероидиза'ция в металловедении, процесс перехода кристаллов избыточной фазы в глобулярную (сферическую) форму, происходящий при относительно высоких температурах в связи с уменьшением межфазной поверхностной энергии. Особенно важное значение имеет С. пластинок цементита, входящего в состав перлита: при этом пластинчатый перлит превращается в зернистый, в результате чего значительно уменьшаются твёрдость и прочность, но повышается пластичность металла. С. осуществляется длительной выдержкой при температурах вблизи нижней критической точки или циклическим нагревом — охлаждением вблизи этих температур (см. Отжиг); процесс может быть ускорен предварительной деформацией или закалкой. Сфероидизирующий отжиг на зернистый перлит, особенно высокоуглеродистых шарикоподшипниковых и инструментальных сталей, служит для улучшения их обрабатываемости на металлорежущих станках, а также для подготовки структуры к закалке.
Лит.: Раузин Я. Р., Термическая обработка хромистой стали, 3 изд., М., 1963; Бунин К. П., Баранов А. А., Металлография, М., 1970.
Р. И. Энтин.
Сферолгиты
Сфероли'ты (от сферо... и греч. lithos — камень), небольшие шарики радиально-лучистого строения, представляющие собой агрегаты очень тонких игольчатых кристаллов. Встречаются в магматических и осадочных горных породах. Минеральный состав и величина С. разнообразны. С. в магматических породах рассматриваются большей частью как эндогенные контактовые образования в краевых участках диабазов. В кислых лавах С. могут возникать путём консолидации в основной стекловатой массе при её застывании. В основных лавах (вариолитах) подобные образования называются вариолями. С. формируются также в газовых пустотах уже твёрдой породы при вторичном выпадении цеолитов, кварца и т. п. минералов (так называемых псевдосферолиты). В осадочных породах встречаются С. карбонатные, марганцево-железистые, фосфатные, халцедоновые и т. п., образующиеся обычно при раскристаллизации вещества коллоидных стяжений. Многие из них по происхождению близки к конкреционным образованиям (см. Конкреции).
Сферосомы
Сферосо'мы (от сферо... и греч. sma — тело), гранулы в растительных клетках. Одни исследователи принимают их за скопление рибосом, другие — за участки эндоплазматической сети. На основании обнаружения в С. активности кислой фосфатазы и неспецифичный эстераз их отождествляют с лизосомами животных клеток, от которых они отличаются высоким содержанием липидов.
