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國營聯招 地球物理普通地質學、地球物理概論109 年第 45 題單選題

向量球諧函數(vector spherical harmonics)是應用於球坐標系的拉普拉斯(Laplace)方程式的向量解,普遍應用於描述地球重力場與磁力場,亦能正確地描述簡化後之電磁場方程式,何者不是其廣泛使用的主要原因?

A對稱性
B正交性
C向量性正確答案
D地球球體形貌
答案與詳解
C
正確答案
向量球諧函數廣泛使用的主要原因在於其數學特性(對稱性、正交性)和地球球體形貌,向量性本身不是原因。

逐選項解析

A對稱性✕ 錯誤
對稱性是球諧函數廣泛應用的重要原因之一。球體本身的旋轉對稱性使球諧函數天然契合地球場的描述,可大幅簡化計算參數。
B正交性✕ 錯誤
正交性是球諧函數最核心的數學特性,任意兩個不同階次的球諧函數內積為零,使得場量的展開係數可以獨立求解,大幅降低計算複雜度。
C向量性✓ 正確
D地球球體形貌✕ 錯誤

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