Il principio di sovrapposizione

La proprietà fondamentale della radiazione elettromagnetica – e in generale di tutti i fenomeni ondulatori – è la possibilità di sommare le diverse oscillazioni. Date due onde elettromagnetiche, la cui propagazione nello spazio viene descritta sotto opportune condizioni dalle seguenti equazioni:

allora anche la loro somma

è una soluzione delle equazioni del moto e rappresenta un modo di propagarsi del campo elettromagnetico. Questo è il significato matematico del principio di sovrapposizione.
Infatti, tutte le radiazioni che riempiono lo spazio, come ad esempio quelle prodotte dalle antenne radiotelevisive, non sono costituite da oscillazioni sinusoidali semplici, ma da loro sovrapposizioni, in cui ciascuna oscillazione ha una diversa frequenza, fase, polarizzazione, ampiezza.
È facile visualizzare il principio di sovrapposizione delle onde con un semplice esperimento.

L'animazione mostra due onde sinusoidali parallele (in verde) e la loro sovrapposizione (in blu).

1. Selezionare la lunghezza d'onda e l'ampiezza di ciascuna onda spostando le due frecce incrociate lungo il piano di propagazione, oppure agendo sulle barre a scorrimento poste a destra dell'onda.
   
2. Selezionare la fase di ciascuna onda spostando la freccia orizzontale lungo il piano di propagazione, oppure agendo sulla barra a scorrimento posta a destra dell'onda.
   
3. Dopo aver fissato i parametri caratterizzanti ciascuna onda, far partire l'animazione utilizzando il pulsante Start. Per fermarla utilizzare il tasto Stop. Per variare la velocità dell'animazione usare le barre di scorrimento poste sopra il pulsante Start.
   
4. Cambiare più volte i parametri per visualizzare diverse sovrapposizioni.