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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
    1 N0 v9 u9 b: z( I. ?; P, K: _2 m, p2 v. b, z" {% E. h
    大家好.
    , D0 W4 G' Q1 `
      y- G. c* _, m" \+ l/ I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.
    : T$ m) b) {% U& k% Z' `- M+ f- 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.+ h8 p/ B: d  c/ {- ?) I$ H
    4 J& t" b# ]0 ?) F" J* J, ^$ Q& k$ \
    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.
    . f' L9 S( L5 ]8 P, w8 M. k+ T
    4 _! u* A3 v+ c- l/ m闲话少叙,书归正传./ h0 M5 l! S8 W) w% l  J0 D% k" v
    8 u* ]4 V8 Z: p- J. H* D
    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.- O" H' U3 h- N4 y. O& u
    ; m7 V: h. H( |! C. E
    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. ' O2 \) T1 r0 J4 [3 r$ I) h. Y& l# z
    4 _" l# t0 V, Q3 a% }# ^, Y9 m
    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...)
    . z2 z, u, H) v; X; g
    ( x$ k1 i8 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.' c6 L& J. [& W7 u
    & F0 `0 d8 ?8 K5 b0 F
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    " o1 }: X( F  h0 A5 F( ^% w% Y- p" u& g, _6 E) O0 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.2 q8 Q; G/ f, ^8 M

    % x/ U! i, m+ Z, B* I+ m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...)
    ( u; o2 f% @- A/ a$ x1 F8 s: C! Q% B9 \' V) c8 ^' n
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 3480 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT0 M8 W; v0 |  q4 B" a; {/ k7 L
    + w- o) X' L7 C# O8 `* i; Y
    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: 3480 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
    昨天 01:50

    • 签到天数: 3495 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- U4 z8 f7 P$ R( j4 }5 X3 ^; h# w
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    * T3 b2 ]8 H2 @1 _/ Y% {这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 01:50

    • 签到天数: 3495 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, K: T( |) @) Q  l7 x- ^
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    0 s9 p5 c- }2 k6 `& d$ ^, s
    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: 3480 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
    , @8 l8 f0 b7 v; O  P2 m: J! J% v两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    . n& \: T2 ]0 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
    昨天 03:28

    • 签到天数: 645 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 f$ s) Q8 U' p$ W+ z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
    . p: [1 S! ?+ G! G' }7 f0 t( F: Z两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    : O% `& S* j( y6 _& ]1 c$ l' Y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
    2026-5-22 00:31

    • 签到天数: 3252 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 " w( _/ k4 B- Y0 o2 S& u  {  P# x
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:491 p5 p, J& `% k. G7 h1 ]
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    ) t& d2 X* s: o& @

    % Z. m6 m* a7 k4 b2 x) b! f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. V5 G) H- f& P' e

    + M2 D0 k) D1 l& m@huma+ s2 y" \; o* ^( f1 a* f2 O: K

    $ j- l1 U7 n; E: s( t@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/ C4 S1 L0 h! S  U4 D: b
    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0 f+ Y* S) g6 V+ o2 A4 z% u
    2 n5 T; f! B% |1 X+ D
    @huma
    " n6 V# i7 c( v
    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
    8 {" g& o: n* M  N# h3 Z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

    : a' d  R5 ?1 T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
    ! G; z  a# u9 Q/ _! N- w不疼

    ; O5 K" Z+ Y0 P2 z6 Y3 a0 ^0 b2 D鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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