Superposisi

Superposisi adalah prinsip yang menyatakan bahwa respons total suatu sistem linier adalah jumlah respons terhadap masing-masing bagian penyebabnya. Istilah ini digunakan dalam berbagai bidang fisika, matematika, dan teknik, dengan arti yang terkait namun konteksnya berbeda: pada gelombang klasik, pada sistem linier, dan pada keadaan kuantum.

Dalam gelombang klasik, dua atau lebih gelombang dapat melintasi satu titik bersamaan; amplitudo total pada titik itu adalah jumlah amplitudo masing-masing gelombang. Fenomena interferensi muncul karena koherensi, sehingga terjadi pola konstruktif atau destruktif. Prinsip ini menjelaskan pola gelombang pada air, suara, maupun gelombang elektromagnetik.

Dalam sistem linier, respons terhadap masukan yang dijumlahkan adalah jumlah respons terhadap tiap masukan secara terpisah. Secara formal, jika suatu sistem memiliki respons R terhadap input I, maka terhadap input I1 + I2 + ... responsnya adalah R(I1) + R(I2) + .... Prinsip ini digunakan untuk analisis rangkaian listrik, akustik, dan pemodelan dinamika struktural serta sinyal.

Dalam mekanika kuantum, keadaan suatu sistem dapat berada dalam superposisi beberapa keadaan dasar, dinyatakan oleh fungsi gelombang. Amplitudo kompleks memegang informasi probabilitas: probabilitas memperoleh hasil tertentu adalah kuadrat modulus amplitudo. Pengukuran menyebabkan kolaps menuju satu keadaan, meskipun sampai saat itu sistem menampilkan interferensi kuantum. Percobaan seperti slit ganda menunjukkan sifat dualitas partikel-gelombang akibat superposisi.

Aplikasi lain meliputi analisis sinyal dan pemrosesan frekuensi dengan dekomposisi superposisi komponen frekuensi, misalnya melalui transformasi Fourier. Secara umum, superposisi memungkinkan representasi dan analisis sistem yang responsnya bersifat linier melalui penjumlahan kontribusi bagian-bagiannya.