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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 6 d( Y( g8 [9 t/ W6 u3 r2 V. I

: Z3 y3 G5 D$ i: M7 z" t$ [大家好.
" y$ i7 L( k; f5 C+ x7 a# [) S3 }, ~7 j3 @: {
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.
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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.' B1 g7 h" L) A' g, d

' ]- @/ y3 A! T: N' R; |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.
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8 s8 D$ o0 W7 B闲话少叙,书归正传., s. f1 B$ T$ Y+ H

* d: X: d: ], c$ i% a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.
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( L6 o8 w" }9 R" I1 D3 B! f, I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. 2 r; n# H  M3 Y$ z

: X$ A# f1 ~9 X! ]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...)
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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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6 t' s9 e9 T( z  K0 D( u6 R8 Zhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg( L1 R0 d- {; k* w3 Y- t2 G/ V
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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.
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2 P  _% t7 [+ X4 \8 A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...): o( p6 g) {! f% O9 S5 N
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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 BELT' N; r8 [  s' N/ B
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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 04:256 h3 h# f+ }6 K" |
再教你一招，日记上一天再贴一回

  G( B% w" Z' Q1 e; V+ [6 n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 05:345 }6 o2 m: f& C
这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
  E$ F4 h5 a: v& S+ I4 b9 t) ^
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
6 @$ g! _: h5 D6 ]: q3 b两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

1 T0 H. c9 S2 m! Q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。
6 s- a- t9 ?; B4 L- Z8 S- k3 U这下坐实了。
作者: huma    时间: 2022-1-4 12:30
tanis 发表于 2022-1-4 07:46
3 Q5 i$ t$ c  B: f两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

1 k. z, x* K1 a+ W! l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 - s( W. X2 @- H, ~" A9 P1 S
法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
0 z; U4 r2 k+ g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
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@huma
4 a' g7 @% k% t5 x& y, K7 Z* q4 X9 b* L; L8 L) ~
@tanis
作者: indy    时间: 2022-1-5 01:09
清凉山 发表于 2022-1-4 11:37
4 V6 s: k/ B. X9 B2 I7 q5 H) P5 d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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; a- s5 w6 u9 Q, Z% f( p; s@huma
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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 12:094 z% d" W/ r" t" ^$ E/ h5 h2 Y
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
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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' b4 F8 |+ h* K, d% W+ e
不疼

" ~) k4 D6 s# r2 J3 u) }- t: S6 L鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。



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