重ね合わせの原理は、物理学の多くの分野で見られます。これは、多くの場合に適用される特定の規定です。これは、物理学が科学として構築されている一般的な物理法則の1つです。これが、さまざまな状況でそれを使用する科学者にとって注目に値する理由です。
最も一般的な意味での重ね合わせの原理を考えると、それによれば、粒子に作用する外力の影響の合計は、それぞれの個々の値の合計になります。
この原理は、さまざまな線形に適用されますシステム、すなわちそのようなシステム、その振る舞いは線形関係によって記述することができます。例として、線形波が特定の媒体を伝播する単純な状況があります。この場合、波自体から生じる摂動の影響下でも、その特性は保持されます。これらのプロパティは、各高調波成分の効果の特定の合計として定義されます。
適用範囲
すでに述べたように、重ね合わせの原理はかなり広い範囲。その作用は、電気力学で最も明確に見ることができます。ただし、重ね合わせの原理を考慮すると、物理学はそれを特定の仮定、つまり電気力学の理論の結果とは見なさないことを覚えておくことが重要です。
たとえば、静電気学では、この原理静電界の研究に作用します。特定のポイントでの電荷のシステムは、各電荷の電界強度の合計となる張力を作成します。この結論は、静電相互作用の位置エネルギーを計算するために使用できるため、実際に使用されます。この場合、個々の電荷の位置エネルギーを計算する必要があります。
これは、マクスウェルの方程式によって確認されます。真空中で直線的に。これは、光が散乱せず、直線的に伝播するため、個々の光線が相互作用しないという事実も意味します。物理学では、この現象はしばしば光学における重ね合わせの原理と呼ばれます。
古典物理学でも注目に値します重ね合わせの原理は、別々の移動線形システムの方程式の線形性に基づいているため、近似値です。それは深い動的原理に基づいていますが、近接性はそれを普遍的でも基本的でもありません。
特に、強い重力場他の方程式で記述される非線形であるため、これらの状況では原理を適用できません。巨視的な電磁界も、外部電磁界の影響に依存するため、この原理には従いません。
ただし、力の重ね合わせの原理は量子物理学の基礎。他のセクションでいくつかのエラーが適用された場合、量子レベルでは非常に正確に機能します。量子力学システムは、波動関数と線形空間のベクトルから表され、線形関数に従う場合、その状態は重ね合わせの原理に従って決定されます。各状態と波動関数の重ね合わせで構成されます。
適用範囲はかなり恣意的です。古典電磁気学の方程式は線形ですが、これは基本的なルールではありません。物理学の基本的な理論のほとんどは、非線形方程式に基づいています。これは、重ね合わせの原理がそれらの中で満たされないことを意味します。これには、一般相対性理論、量子色力学、およびヤンミルズ理論が含まれる可能性があります。
線形性の原理が存在する一部のシステムでは部分的にのみ適用可能であり、重ね合わせの原理は、条件付きで適用することもできます。たとえば、弱い重力相互作用などです。また、原子と分子の相互作用を考えると、重ね合わせの原理も保たれず、材料の物理的・化学的性質の多様性を説明しています。
