521 Shares 3741 views

Zasada superpozycji i jej granice zastosowań

Zasada superpozycji charakteryzuje się tym, że występuje w wielu dziedzinach fizyki. Jest to pozycja, która jest stosowana w niektórych przypadkach. Jest to jeden z powszechnych praw fizycznych, na których fizyki jako nauki. To, co jest godne uwagi dla naukowców, którzy wykorzystują go w różnych sytuacjach.

Jeśli weźmiemy pod uwagę zasadę superpozycji w bardzo ogólnym sensie, według niego, suma sił zewnętrznych działających na cząstkę składa się z poszczególnych wartości dla każdej z nich.

Zasada ta odnosi się do różnych systemów liniowych, tj Takie układy, których zachowanie może być opisana za pomocą równań liniowych. Przykładem jest sytuacja, w której prostą liniową Fala rozchodzi się w danym środowisku, w którym to przypadku właściwości zostaną zachowane nawet pod wpływem zakłóceń wynikających z falą. Właściwości te są określone jako określoną ilością efektów każdego ze składowych harmonicznych.

Obszary zastosowania

Jak już wspomniano, zasada superpozycji jest dość szeroki zakres. Najwyraźniej jej efekt można zaobserwować w elektrodynamiki. Jednak ważne jest, aby pamiętać, że przy rozważaniu zasadę superpozycji, fizyki nie bierze pod uwagę jego szczególną postulat, mianowicie wynik teorii elektrodynamiki.

Na przykład, w elektrostatyki aktywna zasada działa w badaniu pola elektrostatycznego. Układ ładowania w określonym punkcie wytwarza napięcie, które składają się z sumy wartości natężenia pola z każdego wsadu. To wyjście jest stosowane w praktyce, ponieważ może on być stosowany do obliczania energii potencjalnej oddziaływania elektrostatycznego. W tym przypadku konieczne jest, aby obliczyć energię potencjalną poszczególnych opłat.

Zostało to potwierdzone przez równanie Maxwell, które jest liniowe w próżni. Wynika to również z faktu, że światło nie jest rozproszone i rozciąga się liniowo, więc poszczególne belki nie oddziałują ze sobą. W fizyce zjawisko to określa się często jako zasada superpozycji w optyce.

Należy również zauważyć, że w klasycznej zasady superpozycji fizyki wynika z liniowości równań ruchu poszczególnych układów liniowych, więc jest przybliżeniem. Jest on oparty na zasadach dynamicznych pogłębionych, ale bliskość sprawia, że nie uniwersalny, a nie podstawowym.

W szczególności silne pole grawitacyjne opisuje inne równań nieliniowych, jednak zasada ta nie może być stosowane w takich sytuacjach. Makroskopowe pole elektromagnetyczne jest również nie podlega tej zasadzie, ponieważ zależy to od wpływu pól zewnętrznych.

Jednak zasada superpozycji sił ma fundamentalne znaczenie w fizyce kwantowej. Jeśli gdzie indziej jest to stosowane z pewnymi błędami, że na poziomie kwantowym działa całkiem dokładnie. Każdy system mechaniki kwantowej reprezentuje funkcji fali i wektorów przestrzeni liniowej, a jeśli podlega funkcji liniowej, a jego stan jest określony na zasadzie superpozycji, tzn Składa się ona z superpozycji każdego stanu i funkcji fali.

Zakres całkiem konwencjonalny. Równania elektrodynamiki klasycznej są liniowe, ale nie jest to podstawowa zasada. Większość podstawowych teorii fizyki na podstawie równań nieliniowych. Oznacza to, że w nich zasada superpozycji nie jest wykonywana tutaj obejmują ogólną teorię względności, chromodynamice kwantowej i teorii Yanga-Millsa.

W niektórych systemach, w których zasady liniowości mają zastosowanie jedynie w części, mogą być stosowane konwencjonalnie zasadę superpozycji, na przykład, słabych oddziaływań grawitacyjnych. Ponadto, rozważając oddziaływanie atomów i cząsteczek, ponieważ zasada superpozycji nie jest podtrzymywana, co wyjaśnia wybór własności fizycznych i chemicznych właściwości materiałów.