Principiul suprapunerii câmpurilor

Diferite formulare a principiului superpoziției

Principiul superpoziție - una dintre legile cele mai generale în multe domenii ale fizicii. În formularea sa cea mai simplă a principiului suprapunerii stărilor:

feedback cu privire la numărul particulelor de forțe externe este pur și simplu suma efectelor fiecăruia dintre forțele.

Cel mai cunoscut dintre principiul superpoziției în electrostatica. în care el susține că potențialul electrostatic. generate la un moment dat sistem de taxe este suma potențialelor cheltuieli individuale s.

Principiul superpoziției poate lua alte formulări, care pun accentul, pe deplin echivalent de mai sus:

Interacțiunea dintre două particule nu se modifică în timpul introducerii celei de a treia particula, de asemenea, care interacționează cu primele două;
I interacțiunile energetice ale tuturor particulelor din sistem multi-particula este pur si simplu suma energiei celei de a doua perechi de interacțiuni între toate perechile posibile de particule. Sistemul nu are interacțiuni mai multe particule.
Ecuațiile care descriu comportamentul sistemului multi-particule sunt liniare în numărul de particule.

Aceasta este liniaritatea teoriei fundamentale a AI în domeniul fizicii este cauza apariției în ea principiul superpoziției.

Principiul superpoziției este o consecință, direct rezultă din teoria sub considerare ns, nu postulată introduse atom la priori teoria uw. De exemplu, principiul superpoziției electrostatică în ea este o consecință a faptului că ecuațiile lui Maxwell sunt liniare în vid. Rezultă că potențialul energetic nuyu lea sisteme electrostatice de interacțiune de încărcare poate fi ușor calculată prin calcularea potențialului energetic nuyu w taxe fiecare pereche.

O altă consecință a liniarității ecuațiile lui Maxwell este faptul că razele de lumină nu sunt împrăștiate și nu interacționează unele cu altele. Această lege poate fi numit principiul superpoziției în optica.

Subliniem că principiul electrodinamic al superpoziției nu este o lege imuabilă a naturii, și este doar o consecință a liniarității ecuațiile lui Maxwell, t. E. clasice ecuații electrodinamicii. De aceea, când trecem dincolo de limitele de aplicabilitate a electrodinamicii clasice, este necesar să se aștepte o încălcare a principiului superpoziției.

Exemple de tulburări principiu electrodinamice superpoziției

Dacă nu este tratată electrodinamicii în vid. și, în orice mediu, principiul superpoziției poate fi încălcate. De exemplu, dacă polarizabilitatea magnetizării a mediului sau dependente nonlinearly pe câmpul aplicat, acest lucru conduce la corecții neliniare la ecuațiile lui Maxwell. consecință a Pryameezhnym aceasta este o încălcare a principiului superpoziției într-un mediu neliniar.

În unele cazuri, aceste mici non-linearitate și principiul superpoziției cu un anumit grad de aproximare poate fi realizată. În alte cazuri, încălcarea principiului superpoziției este mare și poate duce la radical noi fenomene. De exemplu, cele două fascicule de lumină se propagă printr-un mediu neliniar, se poate schimba traiectoria reciproc. Mai mult decât atât, chiar și o singură rază de lumină într-un mediu neliniar poate acționa în sine și schimba caracteristicile sale. Numeroase efecte de acest gen studiind optica neliniara.

Principiul superpoziției este încălcat în vid la fenomenele cuantice înregistrate. In electrodinamicii cuantice fotonul poate la un moment dat se transforma in perechi electron-pozitron. care pot interacționa deja cu alți fotoni. Efectiv, acest lucru conduce la faptul că fotonii pot interacționa unii cu alții. Procesele de acest tip (împrăștierea luminii de lumină și alte procese Nonlinear Electrodinamica) au fost observate în experiment.

Absența principiului superpoziției în teoria neliniară bariere

În cele din urmă, principiul superpoziției nu se realizează, atunci când vine vorba de interacțiunea dintre atomi și molecule. Acest lucru poate fi explicat după cum urmează (Figura 2). Luați în considerare doi atomi conectate prin norul de electroni comun. Hold este acum exact același atom al treilea. Acesta va întârzia cum ar fi fost o parte a norului de electroni de legare a atomilor, și ca rezultat conexiunea dintre atomii originali slăbite. Aceasta este, prezența celui de al treilea atom modifică energia de interacțiune w perechi de atomi. Motivul pentru aceasta este simplu: al treilea atom este reacționat nu numai cu primele două, dar cu „substanță“, care permite comunicarea dintre primii doi atomi.

Violarea principiului superpoziției în interacțiunile atomilor într-o măsură considerabilă determină o varietate surprinzătoare a proprietăților fizice și chimice ale substanțelor și materialelor, care este atât de dificil de prezis din principiile generale de dinamica moleculara.

Notă: principiul superpoziției descris încălcări cauzate de influența non-domeniu și factorii materiale și interacțiunea reală dintre câmpurile nu pot fi explicate.