Superpositie (natuurkunde)

natuurkunde / Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Superpositie is in de natuur- en technische wetenschappen het bij elkaar voegen van twee of meer gelijksoortige natuurkundige grootheden. Het woord superpositie komt van het Latijnse super (boven) en positio (plaats, plaatsing).

Voor lineaire systemen geldt dat de respons op de som van twee signalen gelijk is aan de som van de responsen op elk van die signalen afzonderlijk. Dit wordt ook wel het superpositiebeginsel genoemd. Dit principe is een inherente eigenschap van lineaire systemen en geldt dus op alle gebieden waar lineaire vergelijkingen, al dan niet als eerste benadering, een verschijnsel beschrijven, zoals in de natuurkunde, de scheikunde en de technische wetenschappen. Heel algemeen vindt het ook in de wiskunde toepassing.

De betekenis van het superpositiebeginsel ligt in de analyse van een lineair systeem waarvan de respons op een basisset inputvariabelen eenvoudig af te leiden is, en een willekeurige inputvariabele een superpositie is van de set basisvariabelen. Zo kan van veel elektronische circuits de respons op een zuiver sinusvormig signaal eenvoudig bepaald worden; daar een willekeurig signaal te herleiden is tot een superpositie van sinusvormige signalen (Fourieranalyse), is de respons op dat willekeurige signaal de superpositie van de responsen op de afzonderlijke sinusvormige signalen.

Belangrijke toepassingsgebieden zijn elektromagnetische golven in de optica en in de elektrotechniek en elektronica, stromen en spanningen in de elektrotechniek en elektronica, krachten in de klassieke mechanica, geluidsgolven in de gas- en vloeistofdynamica, kwantumtoestanden in de kwantummechanica, en diverse andere.