Szuperpozíció

A szuperpozíció elve lineáris egyenletekkel leírható fizikai rendszerre vonatkozó általános elv. A klasszikus fizikában valamely fizikai mennyiségek független összegződésének elve. A szuperponálódó ok hatása olyan, mintha vektoriálisan összegeznénk a külön-külön ható kölcsönhatások hatását. A kvantummechanikában nem a fizikai mennyiségekre, hanem az állapotegyenlet által leírt általában komplex állapotfüggvényekre, azaz hullámfüggvényekre vonatkozik, amelyek összegének abszolútérték-négyzete adja meg az érintett fizikai mennyiségek esetén adott érték mérésének valószínűségét. ^[1]

A klasszikus mechanikában

A szuperpozíció elve érvényesül:

• a fizikai mezőkre
• az elmozdulásra
• az erőkre (nem relativisztikus esetben)
  Ez utóbbit szokták néha Newton IV törvényként is emlegetni. E szerint ha egy testre több erő is hat, akkor a test pontosan úgy mozog, mintha a rá ható erők helyett, azok vektoriálisan vett összege ( az ún. eredő erő) hatna.

Az elektronikában

Bővebben: Szuperpozíció (elektronika)

A kvantummechanikában

Bővebben: Kvantum-szuperpozíció

A kvantummechanikában a szuperpozíció elve alapvető pozitív elvvé lép elő, amely a hullámfüggvényre vonatkozik. Tegyük fel, hogy egy a ${\displaystyle \Psi _{1}(q)}$ állapotban levő fizikai rendszeren (pl. egy elektron, ahol q a koordinátákat jelöli) végzett mérés biztosan az 1 eredményre vezet, ha pedig a ${\displaystyle \Psi _{2}(q)}$ állapotban van, akkor biztosan a 2 eredményre. Ekkor a ${\displaystyle c_{1}\Psi _{1}+c_{2}\Psi _{1}}$ (ahol ${\displaystyle c_{1}}$ és ${\displaystyle c_{2}}$ tetszőleges konstansok) függvény olyan állapotot ír le, amelyben a mérés vagy az 1, vagy a 2 eredményre vezet. ^[2] A két lehetséges végeredmény relatív valószínűsége úgy aránylik egymáshoz, ahogy ${\displaystyle c_{1}^{2}}$ és ${\displaystyle c_{2}^{2}}$. ^[3] Továbbá ha az egyes állapotok időfüggését is ismerjük, akkor ezek lineáris kombinációja szintén egy lehetséges időfüggését írja le az állapotnak. A szuperpozíció elvéből következik, hogy a hullámfüggvényre vonatkozó valamennyi állapotegyenlet lineáris ${\displaystyle \Psi }$-ben. ^[4]

Kapcsolódó szócikkek

• Interferencia