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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 ) b  S0 _3 I' k3 k5 Z5 g9 C

    8 b: ^6 X3 X  H. `' e6 c4 r4 z大家好.( r1 z+ [) l0 N# ]6 |5 n
    4 ?+ W9 s+ N3 A2 _. E
    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.3 o/ H6 G5 n$ ?+ ^/ V( x9 F
    " V) R( }2 D' ^+ A2 W6 q2 H7 f3 C
    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.  L' k( }4 q% t& L/ i
    ) E) F' g1 X  J3 b9 m2 h2 I
    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.; B5 q( E( t6 r, J1 }" E& v" _% ?

    ' ?2 Y! i4 i4 ~7 K) U5 K: @, [闲话少叙,书归正传.
    - |6 A4 C9 L% m# J% r$ f! l% A9 \% D9 M9 H. |7 x
    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! w) E/ |7 h- ^' S  Z! r, z! w6 e" j
    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. % c; Z, L- \, K5 g, Y
    . R* y1 I+ S/ L: ^4 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...); E+ {% N7 H, X8 N
    7 v5 w# m) P5 l: R. W9 ?* Z! G+ o
    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.; E" L$ u  P% \7 \9 E/ ]
    / H& S; s; z1 K# J+ N; e
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg* _! K9 z/ X" y6 f2 K
    * a5 \# L* a, N# s
    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.
    % a1 d* c* N- X4 H- ], P2 n" f7 `
    9 F/ z$ @: S) l5 E: j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...). E. C! O- T* q1 W# U1 _# x+ [& P/ W

    0 `/ J0 @7 ~4 T) o  T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
    11 小时前

    • 签到天数: 3347 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT' C" \7 e1 T+ ?* W
    9 V/ m/ [4 D5 l9 w
    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
    11 小时前

    • 签到天数: 3347 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
    前天 00:02

    • 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 04:25
    7 K6 @* |( ?' y# S6 j再教你一招，日记上一天再贴一回

    : Z( S: W! V0 V: u4 L这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    前天 00:02

    • 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 05:347 |+ r% {# e0 ]6 z# l  U
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    4 x9 k; N. D$ y6 v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
    11 小时前

    • 签到天数: 3347 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 07:461 G4 n8 [: q% S% M
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ; W( x( O' M4 E$ S+ D% w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。
    3 {7 P* N' G" k4 t% t0 r9 ~) M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+ d6 Z8 l" \0 T; W1 f( A. i' D* e
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    0 }4 Y+ @+ g4 S" R! T+ T7 M- B. D/ 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
    慵懒
    14 小时前

    • 签到天数: 3135 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   y# J! o- t0 `9 l' P
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ) _! s, ~* p' Z; J+ R. T# G0 C% h木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    ( h: |1 Y, d+ y3 n! `; o, c
    8 p0 e9 p3 i+ j8 l, q  z
    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( O$ p  w; y( n( Z8 f
      w2 h5 k0 I. V% e
    @huma
    . [. D" g$ M; s- }7 U+ |. |. }
    1 W* f0 F4 u% Q' m5 ^8 y3 r; q8 R@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
    ( j4 E& ^! y$ ^% P6 V2 R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
    ( g" y9 q0 w& p0 {! M6 k4 X/ V1 B* g2 w$ O& [9 L
    @huma

    ( _3 I( ^. ]  u$ O, {3 h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
    ' H) g. N$ y" }& R/ 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

    # O1 v, K6 p9 r- g  r. }6 G# m( \6 l3 u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
    3 m* i) g( |; N8 n$ c不疼
    5 S2 X% X* }6 q9 B& L
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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