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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
    , [' f2 E2 k  @% {( j' K: K6 \% w% ]9 d5 k
    大家好.
    ; ~( I: h0 ?8 h" S  [8 S. d9 I4 K: ]
    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./ M8 [/ R" ?0 W0 X  u4 b0 v9 I
    . \5 k  R# W2 I: X: S
    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.
    9 C3 x0 c% s" K( X
    + x3 k! D- U7 [5 \& G% w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.
    7 L+ A1 M, y( B  ^5 [7 j( A5 U- v0 o
    闲话少叙,书归正传." g0 ]! f1 w4 I, ?* i9 V

    ! `! d; L$ O2 z* h$ }2 g! 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.1 u4 Z( x* N. o- g5 A

    0 F9 z$ H2 j0 ^7 q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 c, `; M' W0 w! l+ `! w/ U' a/ P9 o" ?
    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...)
    $ D& U% {8 G$ Y0 f3 k* r; ?
    , m" r6 [7 h+ @/ E5 [  r  ~/ d$ X0 ~4 r- R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.
    * ?* L* e) {! Z; z7 k& D' C" \- n
    & M! ^& c/ Z# f8 `- z+ ehttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    3 z7 u$ j( E+ F2 \8 W& d
    5 {5 p0 B* o8 y, P- N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., J0 ~1 {& }! a$ _
      l  F9 W- ?( F0 _
    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...): l  W, f0 B4 j; s; w: z  p
    6 w' @9 t0 L, X- F# Z
    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
    13 小时前

    • 签到天数: 3345 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT- R8 O% \+ G* o: Y' x" b# r

    $ ~& B) b0 U' C* ]3 s& q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
    13 小时前

    • 签到天数: 3345 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
    14 小时前

    • 签到天数: 3385 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 04:257 L# K7 M) T- p4 i1 D5 E
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    ! d+ O7 v& K* r
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    14 小时前

    • 签到天数: 3385 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 05:342 E3 l) q9 y7 S4 }, y
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    % T3 y1 h* Z. m" F4 h1 \8 E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
    13 小时前

    • 签到天数: 3345 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
    5 s, M3 Z" P. H5 D% ~  `两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    4 P0 A& x4 h6 E$ v% X% T
    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。
    0 ~1 F) ?8 ]/ a) f0 b9 S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
    7 M. t% p4 b/ E2 v两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    1 I9 p- {& `7 c6 I# J$ C, G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
    奋斗
    14 小时前

    • 签到天数: 3133 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 ; O6 r+ @7 ]; S* w
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:491 c8 }$ Q! A2 Z+ c. u- F1 l1 x
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    ; u. Z% z. s7 o: F0 t: B6 T1 y- T  _5 D. x6 M
    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! P0 q2 n2 Z4 A5 }5 [& F, o
    9 a' i/ Y; K7 p. ]4 T3 h
    @huma; w2 f: j' n, I2 w; \2 }
    # f- Q* A! O* v  G$ L. k& v" z
    @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 11:372 c/ S. V. a% D" u8 H' j
    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
    , J8 y% f; J' [: Y4 q0 f! T2 Q) u3 M( E) C0 P3 K' X7 a" }* q
    @huma
    2 y- G, z4 q5 n/ \6 M  E. d
    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
    . `' A' b' g, T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

    5 @1 c7 p9 \& {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
    ! `" l, h& G" E" R5 ]7 U9 H不疼
    + [, z: a+ }# t5 k, R6 I& U5 x
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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