Principiul suprapunerii și limitele aplicării sale

Principiul suprapunerii este caracterizat de faptul că apare în multe secțiuni ale fizicii. Aceasta este o prevedere care se aplică unui număr de cazuri. Aceasta este una dintre legile fizice generale pe care se construiește fizica, ca știință. Acest lucru este, de asemenea, remarcabil pentru oamenii de știință care îl aplică în diferite situații.

Dacă luăm în considerare principiul superpoziției într-un sens foarte general, potrivit acestuia, suma forțelor exterioare care acționează asupra particulei este compusă din valorile individuale pentru fiecare dintre ele.

Acest principiu este aplicat diferitelor sisteme liniare, adică Astfel de sisteme, a căror comportare poate fi descrisă prin relații lineare. Un exemplu este o situație simplă în care un val liniar se propagă într-un anumit mediu, caz în care proprietățile sale vor fi păstrate chiar și sub influența perturbațiilor care decurg din valul însuși. Aceste proprietăți sunt definite ca suma specifică a efectelor fiecăruia dintre componentele armonioase.

Domenii de aplicare

După cum sa menționat deja, principiul suprapunerii are un domeniu suficient de larg. Cel mai clar, efectul său poate fi văzut în electrodinamică. Cu toate acestea, este important să ne amintim că, atunci când ia în considerare principiul superpoziției, fizica nu ia în considerare postulatul special, și anume rezultatul teoriei electrodinamicii.

De exemplu, în electrostatice, acest principiu este valabil în studiu camp electrostatic. Sistemul de încărcări la un anumit punct creează o tensiune care va fi adăugată din suma intensităților câmpului fiecărei încărcări. Această concluzie este utilizată în practică, deoarece cu ajutorul ei este posibil să se calculeze energia potențială a interacțiunii electrostatice. În acest caz, va fi necesar să se calculeze energia potențială a fiecărei încărcări individuale.

Acest lucru este confirmat de ecuația Maxwell, care este liniară în vid. Aceasta implică și faptul că lumina nu se împrăștie, ci se răspândește liniar, astfel încât razele individuale nu interacționează unul cu celălalt. În fizică, acest fenomen este adesea numit principiul suprapunerii în optică.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că, în principiu, fizicii superpoziție clasice rezultă din liniaritatea ecuațiile de mișcare ale sistemelor liniare individuale, deci este o aproximare. Se bazează pe principii dinamice profunde, dar proximitatea nu o face universală și nu fundamentală.

Foarte puternic câmpul gravitațional este descrisă de alte ecuații care nu sunt lineare, deci principiul nu poate fi aplicat în aceste situații. macroscopic câmpul electromagnetic De asemenea, nu respectă acest principiu, deoarece depinde de efectul câmpurilor externe.

Cu toate acestea, principiul suprapunerii forțelor este fundamental în fizica cuantică. Dacă în alte secțiuni este aplicată cu unele erori, atunci la nivel cuantic funcționează destul de precis. Orice sistem mecanic cuantic este reprezentat de la val și vectori ai spațiului liniar și dacă se supune funcțiilor liniare, atunci starea sa este determinată de principiul suprapunerii, adică constă în suprapunerea fiecărui stat și funcția de undă.

Limitele aplicației sunt mai degrabă arbitrare. Ecuațiile electrodynamicii clasice sunt lineare, dar aceasta nu este regula principală. Cele mai fundamentale teorii ale fizicii sunt construite din ecuații neliniare. Aceasta înseamnă că în ele principiul suprapunerii nu va fi îndeplinit, aici putem include teoria generală a relativității, cromodinamica cuantică și, de asemenea, teoria Yang-Mills.

În unele sisteme, în care principiile liniarității sunt doar parțial aplicabile, principiul superpoziției, de exemplu, interacțiunile gravitaționale slabe, poate fi aplicat convențional. În plus, atunci când se analizează interacțiunea dintre atomi și molecule, principiul superpoziției nu este de asemenea conservat, ceea ce explică varietatea proprietăților fizice și chimice ale materialelor.