Načelo superpozicije in meje njegove uporabe

Načelo superpozicije je značilno, da se pojavlja v mnogih oddelki fizike. To je določba, ki se uporablja za več primerov. To je eden od splošnih fizičnih zakonov, na katerih temelji fizika, kot znanost. To je tudi izjemno za znanstvenike, ki ga uporabljajo v različnih situacijah.

Če upoštevamo princip superpozicije v najbolj splošnem smislu, se bo po njej vsota delovanja zunanjih sil, ki delujejo na delec, sestavljale posamezne vrednosti vsake izmed njih.

To načelo velja za različne linearnih sistemov, tj Takšni sistemi, katerih vedenje lahko opišemo z linearnih enačb. Primer za to je preprost položaj, v katerem raven val širi v določenem okolju, pri čemer se njene lastnosti vzdržujemo tudi pod vplivom motenj, ki izhajajo iz vala. Te lastnosti so opredeljeni kot določen znesek učinkov vsakega od harmonskih komponent.

Aplikacije

Kot smo že omenili, ima načelo superpozicije dovolj širok obseg. Najbolj očitno je, da je njegov učinek viden v elektrodinamiki. Vendar pa je pomembno vedeti, da glede na načelo superpozicije fizika ne šteje za konkreten postulat, ampak posledica teorije elektrodinamike.

Na primer, v elektrostatiki to načelo velja v študiji elektrostatično polje. Sistem obremenitev na določeni točki ustvarja napetost, ki se bo dodala iz vsote poljskih intenzitet vsake obremenitve. Ta zaključek se uporablja v praksi, saj je z njeno pomočjo mogoče izračunati potencialno energijo elektrostatične interakcije. V tem primeru je treba izračunati potencialno energijo vsake posamezne dajatve.

To potrjuje tudi Maxwellova enačba, ki je linearna v vakuumu. To tudi pomeni dejstvo, da se svetloba ne razprši, ampak se linearno razširi, tako da posamezni žarki ne delujejo drug z drugim. V fiziki se ta pojav pogosto imenuje načelo superpozicije v optiki.

Prav tako je treba omeniti, da v klasični fiziki načelo superpozicije izhaja iz linearnosti enačb posameznih premičnih linearnih sistemov in je torej približno. Temelji na globokih dinamičnih načelih, vendar zaradi bližine ni univerzalna in ni temeljna.

Še posebej močna gravitacijsko polje so opisane z drugimi nelinearnimi enačbami, zato načela v teh primerih ni mogoče uporabiti. Makroskopski elektromagnetno polje Tudi to načelo se ne drži, saj je odvisno od učinka zunanjih področij.

Vendar pa je načelo superpozicije sil bistveno v kvantni fiziki. Če se v drugih oddelkih uporablja z nekaj napakami, potem na kvantni ravni deluje precej natančno. Vsak kvantno-mehanski sistem je predstavljen iz valovne funkcije in vektorji linearnega prostora, in če izpolnjuje linearne funkcije, potem je njegovo stanje določeno z načelom superpozicije, t.j. sestavljajo superpozicija vsake države in valovna funkcija.

Obseg dokaj običajna. Enačbe klasične elektrodinamiki linearna, vendar to ni osnovno pravilo. Večina temeljnih teorij fizike temeljijo na nelinearnih enačb. To pomeni, da v njih je princip superpozicije ne izvaja tukaj vključujejo splošno teorijo relativnosti, kvantne kromodinamika in teorijo Yang-Mills.

V nekaterih sistemih, kjer so načeli linearnosti le delno uporabni, lahko običajno uporabimo princip superpozicije, npr. Šibke gravitacijske interakcije. Poleg tega pri obravnavi interakcije atomov in molekul tudi načelo superpozicije ni ohranjeno, kar pojasnjuje raznolikost fizikalnih in kemijskih lastnosti materialov.