Principiul suprapunerii se caracterizează prin faptul că acestagăsit în multe ramuri ale fizicii. Aceasta este o anumită prevedere care se aplică într-o serie de cazuri. Aceasta este una dintre legile fizice generale pe care fizica este construită ca știință. Acesta este motivul pentru care este remarcabil pentru oamenii de știință care îl folosesc în diferite situații.
Dacă luăm în considerare principiul suprapunerii în sensul cel mai general, atunci, conform acestuia, suma impactului forțelor externe care acționează asupra unei particule va fi suma valorilor individuale ale fiecăreia dintre ele.
Acest principiu se aplică diferitelor liniaresisteme, adică astfel de sisteme, al căror comportament poate fi descris prin relații liniare. Un exemplu este o situație simplă în care o undă liniară se propagă într-un anumit mediu, caz în care proprietățile sale vor fi păstrate chiar și sub influența perturbațiilor care decurg din unda în sine. Aceste proprietăți sunt definite ca suma specifică a efectelor fiecăreia dintre componentele armonice.
Domenii de aplicare
După cum sa menționat deja, principiul suprapunerii aredomenii destul de largi. Acțiunea sa poate fi văzută cel mai clar în electrodinamică. Cu toate acestea, este important de reținut că luând în considerare principiul suprapunerii, fizica nu îl consideră un postulat specific, și anume, o consecință a teoriei electrodinamicii.
De exemplu, în electrostatică, acest principiuacţionează în studiul câmpului electrostatic. Sistemul de sarcini într-un anumit punct creează o tensiune, care va fi suma intensităților câmpului fiecărei sarcini. Această concluzie este folosită în practică, deoarece poate fi folosită pentru a calcula energia potențială a interacțiunii electrostatice. În acest caz, va fi necesar să se calculeze energia potențială a fiecărei sarcini individuale.
Acest lucru este confirmat de ecuația lui Maxwell, careliniar în vid. Acest lucru implică și faptul că lumina nu este împrăștiată, ci se propagă liniar, astfel încât razele individuale nu interacționează între ele. În fizică, acest fenomen este adesea numit principiul suprapunerii în optică.
De asemenea, este de remarcat faptul că în fizica clasicăprincipiul suprapunerii decurge din liniaritatea ecuațiilor sistemelor liniare în mișcare separate, prin urmare este aproximativ. Se bazează pe principii dinamice profunde, dar proximitatea nu o face nici universală, nici fundamentală.
În special, un câmp gravitațional puternicdescrise prin alte ecuații, neliniare, prin urmare, principiul nu poate fi aplicat în aceste situații. Nici câmpul electromagnetic macroscopic nu se supune acestui principiu, deoarece depinde de influența câmpurilor externe.
Totuși, principiul suprapunerii forțelor estefundamentale în fizica cuantică. Dacă în alte secțiuni se aplică cu unele erori, atunci la nivel cuantic funcționează destul de precis. Orice sistem mecanic cuantic este descris din funcțiile de undă și vectorii spațiului liniar, iar dacă se supune funcțiilor liniare, atunci starea sa este determinată conform principiului suprapunerii, adică. constă dintr-o suprapunere a fiecărei stări și funcție de undă.
Domeniul de aplicare este destul de arbitrar.Ecuațiile electrodinamicii clasice sunt liniare, dar aceasta nu este o regulă de bază. Majoritatea teoriilor fundamentale ale fizicii se bazează pe ecuații neliniare. Aceasta înseamnă că principiul suprapunerii nu va fi îndeplinit în ele; aceasta include relativitatea generală, cromodinamica cuantică și, de asemenea, teoria Yang-Mills.
În unele sisteme în care principiile liniaritățiisunt aplicabile doar parțial, principiul suprapunerii poate fi, de asemenea, aplicat condiționat, de exemplu, interacțiuni gravitaționale slabe. În plus, atunci când se ia în considerare interacțiunea atomilor și moleculelor, nici principiul suprapunerii nu este păstrat; acest lucru explică varietatea de proprietăți fizice și chimice ale materialelor.
