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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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    5 l) I& u' s( @! m
    . q7 D3 _1 ]2 V6 F4 G# V# V大家好.% I3 c% w. c3 X/ j4 y- t

    * E/ z& V: n6 U. H: P" K2 D" ]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./ c) _- P1 P1 b& L( Y0 `
    6 Y; d4 V9 \* ~" 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.
    7 V$ \- x: E4 z$ q  F9 n( Y/ y! i/ L' p
    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.* s! z# A, [2 Y* E* \' O0 B5 B/ j
    ( b7 R: j( Q2 R0 v2 a  u& A
    闲话少叙,书归正传.6 V+ R% K/ u' p  e/ R  L5 s

    6 L0 X: r1 C6 [, w+ \6 D5 Y$ p: e  n; H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.7 S2 L" \6 i) K# A' o, S

    * `; [) h: O8 [, M' 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.
    - v$ L' s/ f8 j& W2 Y4 o# O( ^0 ^3 {) \) [; ?5 c
    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...)* X0 `0 `' _3 V: W3 ?, o8 o! x

    9 k1 f2 V5 n4 S1 k3 w; K9 A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.# I5 Q4 X7 Y) ?1 b5 Y

    * o, O8 o8 N) Z- i0 _0 Zhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    % y" A: G' O( H, ^  E
    / W8 v5 X2 P1 c& @0 @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.( @! X1 I( s# h

    ! d; d+ c5 y8 V% E  ^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...)
    $ y7 d2 K0 u( H  A
    , D( X2 Z$ F% P/ E1 L% m5 [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
    5 小时前

    • 签到天数: 3307 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ) |) F- J9 Z, _! O0 u! n2 ?) f5 x8 S7 w1 ~
    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
    5 小时前

    • 签到天数: 3307 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
    开心
    5 小时前

    • 签到天数: 3356 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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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( M3 b0 s- l* M0 r
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    / U. [+ g) v# i; M9 @" K
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前

    • 签到天数: 3356 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
    ) V$ O) k( N8 z! F) ~这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

      g# V% G6 g6 P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

    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
    5 小时前

    • 签到天数: 3307 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
    3 Z8 D. y0 m3 C, ~2 B  ]  R$ K  O. T两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ! H, U3 ]" z- l" t: m$ [; A$ z
    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。" J: A& m( G' O: I
    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# j- Q& B% j3 Y
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

      X. T8 o4 s0 Z' I4 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
    6 小时前

    • 签到天数: 3090 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   X6 a% f8 |3 _2 N  ?" k# N+ I9 T& m3 s
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    - Q* ?( B$ d7 s. N" e, }& e! I3 A木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    1 \1 l7 r: N3 z
    $ R) z! h5 o+ U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
    7 Z- T6 a* i5 N5 @0 g1 A4 U( r
    - e6 E. K6 |4 Z. c+ P& g@huma; O+ |2 W2 Q2 C! ]7 o

    ! s4 O: Q6 _/ E* x% D  s@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
    - o; X# ?; T4 o% i& |$ U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
    + p) Z7 V2 l3 b% M. P  P
    - J# S- \8 ?( G( y3 R3 e- s@huma
    9 B2 _7 C" q. _$ ?! k! k3 l. 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
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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 12:095 W2 t: M! P( J: I3 T1 G
    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
    ) j1 s- V1 e# J8 J/ _7 R
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    6 V# i3 ~& D" |2 @不疼

    / x4 h, N* `+ @7 B鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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