Zasada superpozycji


Zasada superpozycji w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Zasada superpozycji mówi, że pole (siła) pochodzące od kilku źródeł jest wektorową sumą pól (sił), jakie wytwarza każde z tych źródeł. Spełniają ją, w dość dużym zakresie, pole elektromagnetyczne i pole grawitacyjne, a w konsekwencji siły pochodzące od nich, m.in. siła Coulomba.

Spis treści

Zasada superpozycji w obwodach elektrycznych | edytuj kod

Zasada superpozycji w obwodach elektrycznych wyraża ich cechę addytywności:

Odpowiedź obwodu elektrycznego lub jego gałęzi na kilka wymuszeń (pobudzeń) równa się sumie odpowiedzi (reakcji) na każde wymuszenie z osobna.

Obwód elektryczny pracujący w stanie ustalonym zgodnie z zasadą superpozycji nazywamy liniowym.

Zasada superpozycji dla fal | edytuj kod

 Osobny artykuł: Superpozycja fal.

Wypadkowe zaburzenie w dowolnym punkcie obszaru, do którego docierają dwie fale tego samego rodzaju, jest sumą algebraiczną zaburzeń wywołanych w tym punkcie przez każdą falę z osobna. Obie fale opuszczają obszar superpozycji (czyli nakładania się) niezmienione.

Konsekwencją zasady superpozycji fal jest interferencja fal.

Kontrprzykład | edytuj kod

Natężenie światła pochodzącego od kilku źródeł nie spełnia zasady superpozycji, ponieważ jest proporcjonalne do kwadratu pola elektrycznego:

I c a l k = ( E 1 + E 2 ) 2 I 1 + I 2 = E 1 2 + E 2 2 {\displaystyle I_{calk}=(E_{1}+E_{2})^{2}\neq I_{1}+I_{2}=E_{1}^{2}+E_{2}^{2}}

gdzie I c a l k {\displaystyle I_{calk}} to całkowite natężenie światła, natomiast I 1 {\displaystyle I_{1}} ( I 2 {\displaystyle I_{2}} ) jest natężeniem światła, a E 1 {\displaystyle E_{1}} ( E 2 {\displaystyle E_{2}} ) natężeniem pola elektrycznego wytwarzanego przez źródło 1 (2).

Rozumowanie to dotyczy tylko dwóch wiązek światła spójnych ze sobą, ale o różnej polaryzacji. Większość źródeł emituje światło niespójne dla którego uśrednione w czasie natężenie pola elektrycznego jest równe 0. Dla takiego światła

I c a l k = I 1 + I 2 {\displaystyle I_{calk}=I_{1}+I_{2}\,}

o czym można się przekonać włączając dwie takie same żarówki, zamiast jednej – natężenie światła zwiększa się wówczas dwukrotnie.

Opis matematyczny | edytuj kod

 Zobacz też: Superpozycja.

Niektóre wielkości fizyczne są opisane przez liniowe równania różniczkowe (np. dla pól elektromagnetycznych są to równania Maxwella i wynikające z niego równanie falowe), z czego wynika, że jak każde rozwiązanie liniowego równania różniczkowego muszą spełniać zasadę superpozycji.

Kontrola autorytatywna (Kombinacja liniowa):
Na podstawie artykułu: "Zasada superpozycji" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy