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标题: 【单口相声.第二回】我不是文科生,兼谈何为电子1/2自旋 [打印本页]

作者: 数值分析    时间: 2022-1-4 02:56
标题: 【单口相声.第二回】我不是文科生,兼谈何为电子1/2自旋
本帖最后由 数值分析 于 2022-1-4 20:25 编辑 , x5 ~0 Z& r  u; ~; j1 I

7 H( o( |3 P; l  {6 t" m# L6 N) d8 i大家好.1 l; G3 B- \' s' i- d

, [8 N* N& A) {9 @# Y1 g首先感谢大家的支持.看到这么多人愿意听我在这叨叨,还给我爱元打赏,出乎我的意料,令我感动.) T& J1 P& p9 V5 M, C( l

* `, z7 m' f3 y0 m0 \有的同学说了,说我这是坑,这可是冤枉我了.上有老下有小,养家不易啊.昨天还有同学祝我三年两胎,还双胞胎,为稻梁谋,不得不加班加点打工挣嚼裹儿啊.这不刚得点空,咱就继续了么.
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还有的同学说不承认我是理科生.嗐,我这儿是求认同来了么?自己的场子,得自己凭本事找回来.具体怎么找,您往下看就知道了.4 n. u2 t- t% X- `1 K
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闲话少叙,书归正传.
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上次说到:有没有办法,用宏观物体演示一下这个1/2自旋呢?还真有,这就得提我们这行的祖师爷之一,狄拉克老先生了。其实当时停在这个地方我挺后怕的,怕什么呢?怕有懂行的来刨活啊.这个提示已经挺明显了,要是懂行的估计已经知道我下面要说什么了.还好,看来爱坛咱们这儿懂行的不多啊,那就好办了.. ~5 {! f8 u6 T* O

7 m. P% C4 Q6 f: a1 Z6 l一般来说,要说明1/2自旋,或者三维空间里为什么会存在有旋转2周才回到原始状态的物体,正经的数学工具是group theory和representation theory.这个思路简单来说如下:先证明三维空间中的旋转可以用SO(3)群来"表示"(SO means special orthogonal, 3 for 3D).然后再证明电子的自旋状态的改变可以用SU(2)群来"表示"(SU means special unitary, 2 for 2D),最后证明SU(2)群 double-covers SO(3)群即可.
+ O) [8 g- n7 r1 ^
8 E# N6 M7 o# m: e别怕,咱们先不管这个正经的证明啊,就说怎么用一个宏观物体的实验,演示类似1/2自旋的效果.这是狄拉克老先生想出来的.根据挖坑大法,此处应该转去叙述狄拉克老先生的生平,轶事等等若干.狄拉克老先生真有不少轶事可以讲的.不过鉴于已经有同学投诉大坑了,咱们就略过这段不表,直接进入正题"Dirac Trick".我这就给您演示,三维空间中旋转720度才恢复原状的物体.(您瞧,这么良心的楼主还不赶紧打赏...)' O; g2 ~) ~% L" r) x

$ N" G0 ~* Z( g8 ?  R您看,我这手里拿着一个杯子,哦,您说我没开摄像头,您看不见.这不打紧,我请个外国小哥给您演示,您上眼啦.
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( Z9 H0 f* M; P/ m7 lhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
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& F. b" `5 a! R1 M9 a不知道演示您看明白了没有.这外国小哥的一条胳膊再加上他手里的那个杯子一起就相当于电子,这整个物件要旋转720度才能回到原来的状态.您可能有疑问啊,如果说杯子就相当于电子,那么为什么要多加一条胳膊呢?好问题,因为电子不像乒乓球,并不是一个确定位置的球.您可能听说过测不准原理,单个电子并不在某一个位置上,而是依概率分布在空间中各个位置,甚至于无穷远处,只是在某处的概率特别大而已.概率最高的地方就相当于那个杯子,但还有一条长长的尾巴(波函数),将这个电子和整个空间连接起来.  q% ]* U& N9 K9 Y, q( {
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这回您都明白了吧,不过视频看来终觉浅,绝知此事要躬行.何况这个演示当中,还有一处关键,外国小哥并没有说明,不得不说是一个遗憾.下面我就为您说明这处关键,补上这处遗憾.(又有点忙,且待我去去就来.大家可以再次稍候,给点打赏什么的...)( ]3 Z: U& Q. V5 X7 [( r

0 F; C  r. Q! B- c; U更新了:号外2.5 http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=154184&page=1&extra=#pid1327993
作者: pcb    时间: 2022-1-4 03:52
Dirac BELT1 G# t) C3 |1 m* @! H
" {; b* v/ |7 Z, V1 z1 O# u) h8 l
想想俺也是在物理系念到骂死它的
作者: pcb    时间: 2022-1-4 03:54
360度和720度时,那杯水分别通过Dirac Belt的两边(手臂的状态)
作者: huma    时间: 2022-1-4 04:03
关键时刻,这文科生又跑了,扣分
作者: jellobean    时间: 2022-1-4 04:25
再教你一招,日记上一天再贴一回
作者: 数值分析    时间: 2022-1-4 05:34
jellobean 发表于 2022-1-4 04:25
+ v, V3 O8 s  ^4 B+ `- A再教你一招,日记上一天再贴一回

+ \2 b: T( q7 Y$ f( \: r这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
作者: jellobean    时间: 2022-1-4 06:00
数值分析 发表于 2022-1-4 05:348 D& p8 h; y5 Y! p
这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

- n" o: Z! U* F7 K' I# z/ o没有,大家会鼓励你的
作者: tanis    时间: 2022-1-4 07:46
两篇全是文字,没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
作者: pcb    时间: 2022-1-4 08:49
tanis 发表于 2022-1-4 07:46
$ f; W2 o5 b, U' D0 a+ ?0 U6 a. x两篇全是文字,没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
5 G  c9 A4 |: Y+ y$ p
为毛觉得这也可能是祖师爷级别的大牛
作者: 旺旺的考拉熊    时间: 2022-1-4 09:10
你这物理肯定是蓝翔技校学的,专会挖坑
作者: 雨楼    时间: 2022-1-4 11:14
你看,文科生的科普文章写的就是生动活泼。, X: J- V! y: p% p! b5 h0 g
这下坐实了。
作者: huma    时间: 2022-1-4 12:30
tanis 发表于 2022-1-4 07:46
# V9 |! Y0 J6 W9 Q" l0 p: Y) z两篇全是文字,没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

8 N3 l2 b2 ]! v不光没公式,连图表都没有,别忘了。文科生不会列图表
作者: 法乎其上    时间: 2022-1-4 15:49
木有公式,木有图表,会被人认定文科生的
作者: 清凉山    时间: 2022-1-5 00:37
本帖最后由 清凉山 于 2022-1-5 00:38 编辑
4 h' D8 o9 d; ^( W6 z
法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
1 ?0 V" F, G( u' ~2 b9 w) w木有公式,木有图表,会被人认定文科生的

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这样逼一个文科生无比痛苦地去整公式图表,你们的良心不痛么+ w" r* U" h/ H: S$ J8 h

- i, e% }& u+ _@huma
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9 o0 E  s/ `# a: D: [! \9 k/ @- _@tanis
作者: indy    时间: 2022-1-5 01:09
清凉山 发表于 2022-1-4 11:37
2 v' h% N$ b/ S7 ?0 s- _这样逼一个文科生无比痛苦地去整公式图表,你们的良心不痛么
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@huma
. F1 s$ M& d, a( V! X
这样强行给一个理科僧贴上文科生的标签,你们的良心不痛么
作者: 阿忙    时间: 2022-1-5 01:11
indy 发表于 2022-1-4 12:09- k2 T: R! Z  i8 @& L; s
这样强行给一个理科僧贴上文科生的标签,你们的良心不痛么
4 s; b0 z4 Y- ]& |# |
不疼
作者: 数值分析    时间: 2022-1-5 14:06
阿忙 发表于 2022-1-5 01:11
: \- l' ~$ `4 S% }不疼
  C: ^/ a; d' n# ~
鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。




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