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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 【单口相声.第二回】我不是文科生，兼谈何为电子1/2自旋 ...
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[科普知识] 【单口相声.第二回】我不是文科生，兼谈何为电子1/2自旋

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数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 天

    [LV.Master]无

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    楼主
     楼主| 发表于 2022-1-4 02:56:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    本帖最后由 数值分析 于 2022-1-4 20:25 编辑 8 r& X  D1 [5 n& A6 r# ~" b

    6 ]# s1 |9 [4 O大家好.. J2 Y3 N0 y. \# P  h# ^

    % S. Q# N1 l) [& T% U3 C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.9 U5 b, t' E* Q
    9 a, L# j, S# e: ]. w8 s. p
    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.. x9 F: Q' M0 w9 v8 i

    : Q9 p$ ~+ e6 P) J0 N# h  i' n$ ~7 A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.
    3 R* b' j7 W  O& d9 ]8 r) V# u' i# J5 @) V
    闲话少叙,书归正传.
    2 e& ]# g0 Z6 Y0 o& ^$ J' V6 P3 `# j( j  L
    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.. }! D" G$ E/ J/ z3 j, W# B# \4 s
    # C: z1 h' @9 z6 f6 h
    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. " y  U  l- G, z! T

    , K0 E5 j. U! h2 |/ E- q6 s" W1 S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...); ~0 c" @; K: y
    0 i2 s+ |, b8 g. x; e# n
    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." s/ N8 k% a* I" V
    4 L( l0 `% Y0 h7 R
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    + V7 Y4 a" r" A- ~7 Z
    8 O# ^3 q" C6 u0 @- X6 j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.
    3 E0 n) ^5 X9 z5 p# j
    8 H. q  ]4 g3 f" }1 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...)
    7 S# |# `# G( E+ \( M: H/ _, Z/ ]  @  s' M, V' r7 U
    更新了：号外2.5 http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=154184&page=1&extra=#pid1327993

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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    18 分钟前

    • 签到天数: 3570 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    / y  {. v$ y' L9 X% B  R+ w1 t0 j" U3 w; r: D9 R3 S+ }8 c) ~9 c
    想想俺也是在物理系念到骂死它的
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    18 分钟前

    • 签到天数: 3570 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2022-1-4 03:54:59 | 只看该作者
    360度和720度时，那杯水分别通过Dirac Belt的两边（手臂的状态）
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    huma
  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-11-9 11:44

    • 签到天数: 2166 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2022-1-4 04:03:07 | 只看该作者
    关键时刻，这文科生又跑了，扣分

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    嘉洲
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2022-1-4 10:20
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-10-2 19:49

    • 签到天数: 3556 天

    [LV.Master]无

    5#
    发表于 2022-1-4 04:25:51 | 只看该作者
    再教你一招，日记上一天再贴一回
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 天

    [LV.Master]无

    6#
     楼主| 发表于 2022-1-4 05:34:18 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2022-1-4 04:251 n% Y. k2 l2 z9 \
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    7 N5 ?" K- y: R
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-10-2 19:49

    • 签到天数: 3556 天

    [LV.Master]无

    7#
    发表于 2022-1-4 06:00:54 | 只看该作者
    数值分析 发表于 2022-1-4 05:34
    % f5 [8 o$ X. T+ V, g' ~1 U这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    . L# F  y5 ?6 N; w6 u
    没有，大家会鼓励你的

    点评

    油菜: 5.0
    嘉洲
    油菜: 5
      发表于 2022-1-4 10:20
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    tanis
  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01

    • 签到天数: 627 天

    [LV.9]渡劫
    8#
    发表于 2022-1-4 07:46:58 | 只看该作者
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

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    涨姿势: 5.0 油墨: 5.0
    油菜: 5.0 给力: 5.0
    ltpub
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2022-1-5 18:13
    清凉山
    油墨: 5 油菜: 5 给力: 5
      发表于 2022-1-4 14:25
    嘉洲
    涨姿势: 5
      发表于 2022-1-4 10:20
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    18 分钟前

    • 签到天数: 3570 天

    [LV.Master]无

    9#
    发表于 2022-1-4 08:49:15 | 只看该作者
    tanis 发表于 2022-1-4 07:46
    * Y/ H- I8 d0 r两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    - B) v9 D- d: ^& H' g为毛觉得这也可能是祖师爷级别的大牛
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    旺旺的考拉熊
  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 10:12

    • 签到天数: 671 天

    [LV.9]渡劫
    10#
    发表于 2022-1-4 09:10:27 | 只看该作者
    你这物理肯定是蓝翔技校学的，专会挖坑

    点评

    油墨: 5.0
    清凉山
    油墨: 5
    你是唯一一个没认清文科生真面目的  发表于 2022-1-4 14:27
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    雨楼
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51

    • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍
    11#
    发表于 2022-1-4 11:14:08 | 只看该作者
    你看，文科生的科普文章写的就是生动活泼。
    ( X$ M5 p* C5 p& j这下坐实了。

    点评

    油墨: 5.0 给力: 5.0
    ltpub
    油墨: 5 给力: 5
      发表于 2022-1-5 18:18
    清凉山
    油墨: 5 给力: 5
      发表于 2022-1-4 14:28
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    huma
  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-11-9 11:44

    • 签到天数: 2166 天

    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2022-1-4 12:30:50 | 只看该作者
    tanis 发表于 2022-1-4 07:46
    2 _- R% @0 W0 U6 \" F) E# J两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    8 V: _; {9 v0 X% r. n# o6 J
    不光没公式，连图表都没有，别忘了。文科生不会列图表
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    法乎其上
  • TA的每日心情
    无聊
    2021-7-28 01:44

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气
    13#
    发表于 2022-1-4 15:49:24 | 只看该作者
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
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    清凉山
  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 01:19

    • 签到天数: 3354 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2022-1-5 00:37:11 | 只看该作者
    本帖最后由 清凉山 于 2022-1-5 00:38 编辑
    + ~" v6 L! o: I: @' D% I6 X
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    8 G: n7 f, h2 h1 Y3 M木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    % c) x  K, q1 N, {; Z/ \. J$ ?. I9 a  [2 r, L$ I& A
    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: E$ x, L8 f8 v# x: F( F

    ' q0 k3 n9 ]5 w# s, J. @@huma
    / s* R9 o  z7 Q: I, ?" A3 m' g# \* l) Q
    ' x% C+ N2 D  {# G- |@tanis
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    indy
  • TA的每日心情
    衰
    2022-1-1 00:00

    • 签到天数: 793 天

    [LV.10]大乘
    15#
    发表于 2022-1-5 01:09:32 | 只看该作者
    清凉山 发表于 2022-1-4 11:37. V" f- }) J1 l; z' |6 l
    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
    2 Q/ b9 x0 B7 B- L
    % e8 d0 M" C: G. ?$ d@huma
    3 U0 ?# [6 j3 _. y$ K1 T- G' i
    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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    阿忙
  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-8-28 01:10

    • 签到天数: 1748 天

    [LV.Master]无

    16#
    发表于 2022-1-5 01:11:19 | 只看该作者
    indy 发表于 2022-1-4 12:099 Z' {$ ^% j. V8 n. @) C
    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

    % N( S0 W' B/ ^5 W不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 天

    [LV.Master]无

    17#
     楼主| 发表于 2022-1-5 14:06:15 | 只看该作者
    阿忙 发表于 2022-1-5 01:118 Q* D1 T- P6 p# i! m* A7 r
    不疼

    % H' Q, X2 g( l) O5 ?7 p0 t鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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