Das Superpositionsprinzip

Das Superpositionsprinzip spielt eine Rolle, wenn sich verschiedene Kräfte, Bewegungen, Felder, Schwingungen oder Wellen überlagern.

Wenn sich diese Kräfte, Bewegungen etc überlagern, so wirkt jede einzelne davon immer noch so, als liege sie völlig alleine da. Es beeinflusst die Kraft nicht, dass noch eine zweite da ist, das Endergebnis wird dadurch allerdings verändert.

 

Ein Beispiel:

Ein Körper wird von einer Kraft F1 nach links gezogen, so dass sich der Körper auch nach links bewegt. Wenn nun eine zweite Kraft an dem Körper mit F2 nach oben zieht, so bewegt sich der Körper nach oben UND nach links gleichzeitig. Dabei ist die Bewegung nur nach links immer noch die gleiche wie vorher nur mit der Kraft F1. Doch insgesamt hat sich die Bewegung (die Wirkung) nach links oben verändert.

Abb.1: Kräfteaddition

 

Das Superpositionsprinzip bei Kräften und Bewegungen verlangt bei diesen eine vektorielle Addition (Stichwort Kräfteparallelogramm). Gleiches gilt für die Wirkrichtungen von Feldern.

Bei Wellen und Schwingungen werden die Amplituden addiert. Hierbei kann es zu konstruktiver und destruktiver (d.h. die Wellen löschen sich aus) Interferenz kommen. Auf dem Superpositionsprinzip basiert das Huygensche Prinzip, dass die Wellenausbreitung in geometrische Schattenbereiche anschaulich erklärt.

 

Abb 2.: Konstruktive Interferenz. Aus der grünen und blauen Welle ergibt sich die rote gestrichelte. Ihre Amplitude ist höher als die der ursprünglichen Einzelwellen.

 

 

Abb 3.: Destruktive Interferenz. Aus der blauen und grünen Welle ergibt sich die rote gestrichelte. Ihr AMplitude ist kleiner als die der blauen Welle.

 

  • Verfasst von Vertixico