Принцип суперпозиции волн

При распространении волн в упругой линейной среде волны распространяются, не препятствуя распространению друг друга. Результирующее смещение частицы среды в любой момент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают частицы, участвующие в каждом волновом процессе (рис. 10.5).

Рисунок 10.5 – Суперпозиция волн от плавающих уток

Рисунок 10.6 – Этот волновой пакет может быть суммой двух волн с мало отличающимися частотами

t

ξ (Х, t)

Любая волна может быть представлена в виде геометрической суммы волн (в виде волнового пакета).

Волновой пакет – суперпозиция волн, мало отличающихся друг от друга по частоте и занимающих в любой момент времени ограниченную область пространства (рис. 10.6).

Для любого волнового пакета определяют групповую и фазовую скорость:

–групповая скорость;

– связь между групповой и фазовой скоростями.

Этот принцип имеет в физике большое значение. Принцип суперпозиции (наложения) – это допущение, согласно которому результирующий эффект представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействующим явлением в отдельности.

В микромире, наоборот, принцип суперпозиции – фундаментальный принцип, который наряду с принципом неопределенности составляет основу математического аппарата квантовой механики. В квантовой теории принцип суперпозиции лишен наглядности, характерной для классической механики, так как в квантовой теории в суперпозиции складываются альтернативные, с классической точки зрения, исключающие друг друга состояния.