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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
    昨天 00:38

    • 签到天数: 1923 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   O9 x# D' p- S( N

    . t6 c/ g3 N: t7 ~  A大家好.7 c( s/ P6 K" J+ t% A
    * ~9 f1 r+ }" F5 X: Y
    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.4 I, C; J  K% q" y6 D2 J/ P

    . D; J3 G8 q6 I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 K8 m2 h" S, D' ?/ ?! c, z$ `5 ]

    8 M0 e3 }+ j2 ~) B6 z2 O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.
    0 D4 B- A9 h8 o' f( h& l
    , q, Y5 t# D, C( @' T- W闲话少叙,书归正传.
    $ [8 V  }' Z# `
    ! K9 x% X7 o& 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.
    ; [5 _4 U: c2 ~9 V% s0 \6 V1 x# T0 @3 \  j+ \4 V% Z: m
    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. $ X7 F7 Z9 N8 _+ V; Q5 f) I/ f

    ; B6 J7 k9 [2 ^5 e) x; T8 ?  p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...)
    & {; A+ I& |4 O: Z) l+ C% L
    % B4 d  L; r! O. }: o# g. n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.! w% J/ d2 b$ y4 G
    , B8 _, N  `% {" O7 A1 W6 ^
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    ; w4 r! i( `" n3 u4 ~" [; O& Z0 l! G' o
    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.
    ! @# ^4 J/ J& G1 r! H7 {) G5 F% n& l4 O- O% {4 m  z
    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...)  p" c3 L" }3 C" L  ~) u

    % @: I& R6 b' v" R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
    昨天 04:46

    • 签到天数: 3163 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT, O& @  U4 B2 j& M! i

    / P6 k5 ^8 }' U9 V) i! {/ |1 p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
    昨天 04:46

    • 签到天数: 3163 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
    昨天 00:10

    • 签到天数: 3254 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
    昨天 00:38

    • 签到天数: 1923 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
    . G4 e* s  I. D- n8 K再教你一招，日记上一天再贴一回
    5 i; ^# x2 G5 Z# _+ D# H- Z3 u
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 00:10

    • 签到天数: 3254 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
    4 t8 y# U" E3 k/ e* E& \3 r这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    & A) v# A# `) l* M- M; S5 ^
    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
    昨天 04:46

    • 签到天数: 3163 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
    % c) S6 J% R9 X& Z* R6 T两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    , I" E' o1 M$ R1 @" `/ ^
    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
    3 天前

    • 签到天数: 603 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。
    6 u/ `* }# u. N+ G6 V# G' j/ p3 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
    5 ?- v: [8 j% m+ S两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    5 R# t- c' `+ V2 n% Z/ P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
    2025-6-20 00:32

    • 签到天数: 2968 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
    ) O3 l7 O3 @8 |( [  L
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    & U  V5 `% O4 f- f7 E木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    8 L" L! g* r( ?7 Z; v8 S
    6 r- N6 K: ~. r' I
    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
    + k. L  g$ B% g) b0 A8 t  H1 U" N
    @huma4 R" E2 [. T' j9 i3 ?1 `1 S% M

    5 t, m8 y" M9 M: n/ }8 c@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 F. C- e* x  ]" E+ v
    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- z4 d2 B1 |- M- ^) c& w
    ( }4 r6 K3 u) V7 J- Y' G
    @huma

    6 j7 F6 A- f6 x& d3 z9 M: i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  t, j& F1 \: t% K
    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

    - S$ F, [& L4 t3 ]5 o不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 00:38

    • 签到天数: 1923 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 P2 c! K$ s6 i# {不疼

    , s1 ]3 l% `4 R8 Z6 i1 s鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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