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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
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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 ( a( @- C& P3 P6 M/ m; A

    $ z4 u) C$ {. q大家好.0 q7 [' C' K; U& Y: T* w3 q

    9 e# y+ u' I* z1 e% t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.! J) A' e# \% T0 M$ K
    % Y9 a( f5 f( U
    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.
    + C' Q1 p. t9 d: S
    : x" ~7 d; ~6 {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.& {. H7 B" C, b8 L
    9 Z, o( l2 o- f& f, h
    闲话少叙,书归正传.$ l" W9 y6 b' J! k6 W
    , X+ }7 f  I5 R5 ]4 ?2 W
    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.! |+ g, Y; d* l2 [! ]
    ) i; Y8 S0 Q+ x
    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.
    7 |, m$ G. P2 m) U' U. ]/ \- P" V
    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...)$ N& A2 t2 d; ]4 g
    ' ~/ D; Q/ h7 ~) D' [
    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' b' }+ ^- _- s
    6 |) a4 t4 B2 i. @! }
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    5 @; |- r$ N& M( O; a- g( v7 x0 s! T: r% c5 E2 y% E8 C3 D& V. N5 ?
    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.8 S5 q  P* P4 S, m( |  G9 K* C! S

    / Y! F5 X3 x. b- f5 n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...)
    & t( ]& [4 w. x+ \( G" u
    6 k7 @7 O) j9 ?" x( I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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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    3 小时前

    • 签到天数: 3350 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ; T, E: h( [( [! p! A0 k1 ~, W/ J4 M; b2 y+ k4 o6 m
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 3350 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
    郁闷
    3 小时前

    • 签到天数: 3387 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
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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 04:250 r9 ?. @) x% ^$ P. D+ R1 b9 }
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    & i& n0 c( L. C. y. Q5 c这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    郁闷
    3 小时前

    • 签到天数: 3387 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 05:347 E* D8 c9 R  c/ x  G* p
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    $ @0 n6 Y$ r( D! P  Y
    没有，大家会鼓励你的

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    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

    点评

    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
    3 小时前

    • 签到天数: 3350 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( A# C  F5 i, O  q8 {2 o, w7 P1 `: X
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    6 a) W0 K! U. J- `, f* j& \; P+ N
    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
    2025-11-24 14:35

    • 签到天数: 617 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。8 R& m' s2 B# O6 X; c5 w
    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
    - e; A0 b; n$ S& b, Y$ A两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    9 W7 W' [' k. l# O8 `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
    慵懒
    3 小时前

    • 签到天数: 3139 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 / a5 t* z6 T. r- o( p" L' o
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49* g$ P( |  ^7 Q
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    # {& |' ]  i, |! q; ~9 P  F% o" r) K  x3 W" t" D( d& q9 v9 ]
    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; s; X& t% j$ o

    ! C' Y5 s+ X6 i* J/ i  a@huma' t% o6 K$ B: ^9 g$ S7 b6 C( H+ ]
    7 z# w& q9 Y+ n3 N
    @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
    5 K* R6 ]( Z- ~) _6 _+ S- p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
    & q0 C+ U, a& _" T+ Q$ x9 J! T
    / o. |: w3 a6 P- e4 m) F8 L@huma
    6 P6 v+ ^: `9 G: e
    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 12:09
    ' D% ?+ B! R  o8 S1 r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

    . S' A2 d5 R  E# k) L不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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 01:11/ t9 M; g, I5 n# t2 F4 v
    不疼
    # s+ Z, x0 k9 s' [, F9 ?; P
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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