重ね合わせの原理とその応用の境界

教育：

重畳の原則は、物理学の多くの枝で起こる。これは、いくつかのケースに適用されるいくつかの規定です。これは物理学が科学として構築される一般的な物理法則の1つです。これは、異なる状況でそれを適用する科学者にとっても目覚しいものです。

最も一般的な意味で重ね合わせ原理を考えると、それによれば、粒子に働く外力の作用の合計は、それぞれの個々の値から構成されます。

この原理は、様々な線形システム、i。このようなシステムでは、その動作は線形関係で記述することができます。一例は、線形波が特定の媒質中を伝播する単純な状況であり、その場合、その性質は波自体から生じる摂動の影響下でさえも保存される。これらの特性は、各調和成分の効果の特定の和として定義される。

アプリケーション

既に述べたように、重畳原理は、十分広い適用範囲がある。最も明らかに、その効果は電気力学で見ることができます。しかし、重畳の原理を考えると、物理学はそれを具体的な仮定ではなく、電気力学の理論の結果とみなすことを覚えておくことが重要です。

例えば、静電写真では、この原理静電界の研究において作用する。特定の地点での料金体系は、各料金の電界強度の合計から積算される緊張を生成する。静電相互作用の潜在的なエネルギーを計算することが可能であるため、この結論は実際に使用されます。この場合、個々の電荷の潜在エネルギーを計算する必要があります。

これは、マクスウェル方程式によって確認される。真空中で直線的に行われる。これはまた、光が散乱するのではなく直線的に広がって、個々の光線が互いに相互作用しないという事実を意味する。物理学では、この現象はしばしば光学系の重ね合わせの原理と呼ばれます。

古典物理学ではそれも注目に値する重畳の原理は個々の移動する線形システムの方程式の線形性に従うので、近似的である。それは深いダイナミックな原則に基づいていますが、その近接性は普遍的なものではなく、基本的ではありません。

特に、強い重力場非線形である他の方程式によって記述されるため、このような状況では原則は適用できません。巨視的な電磁界は、外部磁場の影響に依存するので、この原理にも従わない。

しかし、重力の原理は、量子物理学の基礎。他のセクションにいくつかのエラーが適用されている場合、量子レベルでは非常に正確に動作します。任意の量子力学的システムは、線形空間の波動関数およびベクトルから描かれ、それが線形関数を受ける場合、その状態は、重ね合わせの原理、すなわち、各状態と波動関数の重ね合わせからなる。

アプリケーションの境界はむしろ任意です。古典的な電気力学の方程式は線形ですが、これは基本的な規則ではありません。物理学の最も基本的な理論は、非線形方程式から構成されています。これは、重ね合わせの原理が成就しないことを意味します。ここでは、相対性理論の一般理論、量子色力学、そしてヤンミル理論を含めることができます。

あるシステムでは、直線性の原理部分的にのみ適用可能であり、例えば重力の弱い相互作用のような重畳原理は、条件付きで適用することができる。加えて、原子と分子の相互作用を考慮すると、重畳原理も保存されていないため、材料の物理的および化学的特性の多様性が説明されています。