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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 D6 S) G; L! `

    & X: a- O% j+ @* b3 S& [) q大家好.
    5 t4 |0 Q& Q! T6 F# |. L: s* Q) f1 I- b$ D8 z. h1 t
    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.
    * Z& t& g4 S+ m; W! t6 k' C6 \0 E2 ?) V3 j* F$ b& w3 h9 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.6 Q: s: j6 S; W6 R
    , e8 C* z+ _7 ?. y+ K0 K2 x
    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.5 r+ T$ k, `$ ]8 ?2 L! [% l' x
    / b  m! k0 X4 _5 I+ J& S
    闲话少叙,书归正传.3 D6 l( J; K5 n5 y6 C
    1 _1 |% t2 I6 L" u
    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.% D9 L3 L, j% |6 B7 R; @4 `
    : P8 H) B3 R% c
    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) Q0 W: t" a1 G! o
    8 w6 I# O' \7 H; _! \8 ?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...)' I4 |, f; G, O( f/ F

    " S2 [4 \0 D3 ?# z7 d/ n8 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.
    , O9 E, F* l$ o' j& [
    2 B3 b) j9 Q8 _  o6 Jhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg) p+ q* y; s& E* u4 {/ w6 m7 V
    6 P" u" A, F5 e- ^1 [- m8 F
    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.  v1 X: m" D1 ^) G
    8 h* ]% ~+ R0 v' 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...)
    : o; a3 [! f+ b2 }! }8 t) c0 _- X) ^! ~3 v) T( M+ e
    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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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    6 小时前

    • 签到天数: 3505 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT$ D4 o5 v- S/ f, H1 r: t: K
    ( Z0 I: w4 @. J$ R: |
    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
    6 小时前

    • 签到天数: 3505 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
    4 天前

    • 签到天数: 3528 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
    & X  N0 v& z' O6 n# j2 H4 ^再教你一招，日记上一天再贴一回

    7 Z! d9 n& E2 G7 m, L( g这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    4 天前

    • 签到天数: 3528 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
    9 r9 o. b. X4 g0 y! N这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    , U, m# b7 C; ~" g3 m0 \) V& I& |
    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
    6 小时前

    • 签到天数: 3505 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( s* [( q% i% u  q8 q/ o
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    * z1 e- x+ @% A( _& o8 p
    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
    4 天前

    • 签到天数: 659 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 L- U% k' Q4 J- k4 T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 07:466 S/ j% T& k9 i% n" \; }. q- O
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    # h- {4 j. h$ J: {  X- m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
    16 小时前

    • 签到天数: 3287 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
    - z5 X; }4 v% P+ ~
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    , R  ]) E3 K# o( J. Z% w3 E9 j, A木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    & c& ~( h6 d' ~0 P
    1 F. K* k1 r  k: q
    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 B. W" F% F" T3 h
    ! }" B4 l( [3 Y9 B/ [, V; ?; w@huma
    , ?$ O8 s; }2 p% H1 G4 _4 r! m  H; y8 h# E7 W) `
    @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
    6 z  x5 q6 o0 e# W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
    6 b2 t  n( ]5 X5 z* S2 O0 B
    7 s# Z+ O8 I6 W% y  U- o@huma
    8 I* H2 f0 L+ 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
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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
    - i$ {) V! m* V! S" 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

    + e% H/ M$ J  S. \! I8 E: ]) M2 }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/ u; b8 |: H1 B
    不疼
    1 T6 C" r# T+ p) h: r) W" D
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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