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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
    0 g7 o! S0 m8 w7 n( i1 Z: l% D% z# y! p' ^3 b/ G, J
    大家好.3 a6 w' P" x3 P& ~7 S

    " k$ B: n! l2 v  d. Z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.' Y  F3 s$ S( B4 r" H1 C+ C* a
    + B! s6 c9 K+ j+ |# Z# }2 e
    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.
    5 |5 A2 G5 f6 k) k0 M* P
    $ m9 q7 u! p  ^9 V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.
    1 N2 A$ T5 Y( K! C
    ; _* G2 j( |% O4 _! {: v闲话少叙,书归正传.0 I3 U' g+ \0 \; y7 O
    4 ?3 k7 n1 ~4 c1 i' U; W) j
    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.
    ; E; J) V" K/ _: i+ ]8 V1 Q
    + G; }  D( d, Q2 }- g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.
    6 i. E6 ?& S5 L9 a* U/ z  }& \- d2 _1 I
    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 a4 t$ `9 @# }; }; H
    : s# I& O! G8 B4 _# B$ m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.  V& O3 z1 m3 U6 M8 R- S! S
    1 O6 E8 S  n; ~/ X. D
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg) ~! n3 {4 r( Q
    % s; d( i7 m. O  ]7 d0 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.* A2 _4 x8 |& s/ c. U
    ( V9 D/ x  O6 a0 a) b  }- y* v5 k+ S
    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 O' u3 R; q: y
    3 y. l( ?! h. `( W' 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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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    12 小时前

    • 签到天数: 3391 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT8 J: z3 B7 D; ~$ G/ o
      s) k: U$ z9 T* ?" l" ^
    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
    12 小时前

    • 签到天数: 3391 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
    慵懒
    9 小时前

    • 签到天数: 3416 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 04:25
    ! Z; E" Z1 n  g' t再教你一招，日记上一天再贴一回
    ( B3 z+ P3 ?6 t& S, e
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    9 小时前

    • 签到天数: 3416 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$ G9 d" }' N4 m( i
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    ) Y# E+ a, [+ U0 i* {+ 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

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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
    12 小时前

    • 签到天数: 3391 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- H$ O* k4 b6 \1 r
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ; V: k) r0 V& \' K: @
    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。9 ?; k- K* C! T: 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 07:461 G4 _( U1 S& M* N; D1 X% h
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    - X6 e+ F/ s" y6 C7 `- `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
    无聊
    12 小时前

    • 签到天数: 3178 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 7 f7 I" [9 Q0 n) O- I* W
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    9 q# C) h' X* P7 l4 b& J$ [1 M# I木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    * U) _' y5 L5 b6 B5 {0 b" Z
    5 Q7 ]8 b1 E9 l/ 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& c/ R- @  v" j5 {2 _
    - r3 v* [; Y! G% ?$ V  L
    @huma$ v" R2 K( b6 l8 G' W3 t" k

    $ _( \" t( R. A& v@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
    7 [# [( n$ U8 F1 k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
    * z, U+ S6 t" O! R
    4 H  @% [( n+ X6 Y& t9 X* U@huma

    2 E( Y" S/ K, A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 12:091 E3 m7 X# K. _5 Z. @5 _& l
    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
    ; W2 k" [$ w0 Y0 I2 G; e
    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 01:11- T" O) B; Q/ @! \- Y" E% w& l
    不疼
    , |" ?4 b1 ?6 M  `' w$ [
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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