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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
    # n7 ~  d5 G/ C% c1 ]) v/ s4 P. v7 v8 w: N, e+ t6 o+ ~
    大家好.# ~9 E& P7 _2 `4 a/ c! B
    9 m% J% f- Q  c+ S) ?
    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.* ?; x- ?1 H. K2 c' N( C

    , p8 @7 o- P4 W  k/ K. k- 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.0 @/ Z2 q- d: c! _9 b! \

    9 {+ s3 r. I7 p. F' K) z5 ?/ w1 v7 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.
    2 j% Z! p8 R4 d
    5 q/ B2 }. |$ c9 `, s& R# H) ]闲话少叙,书归正传.) h$ S) T' B! @* g6 B: w: C
    3 z9 Q. o3 h) r9 r
    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.
    3 o8 I. ]9 @3 \/ L& S1 L2 J0 c9 a$ _4 Y: z
    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.
    5 v/ o- T+ T7 O) x' Z4 d5 C" P/ B1 M+ Q( N. H& 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...)
    6 _+ [% [, }- O% u' h; w. J2 w7 P4 X& F$ o! H5 W0 x* M# t
    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.+ h% `. @% }* s* y) e- i" a3 W/ l
    3 S6 _/ h% S( g; |! g1 D
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    , P# a* N8 S8 A) p; Z- y/ y
    7 T$ H; z4 C; T5 z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.
    ( C. u9 Q9 I1 s- W# L
    * o' s8 W% W2 A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...)
    ( Z( @! ], [( `0 Q4 ]6 P, F3 ~0 }' G5 t0 }. a' l' J. b5 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
    9 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 BELT5 A; P5 t$ r9 j4 e

    & r2 d* \7 n3 R5 l1 }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
    9 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
    ' y, p( S( v2 ~* Q再教你一招，日记上一天再贴一回
    $ k0 `) k- M' ^( C0 ]: @
    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
    + O# f; ]4 s) d* {' U: x这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    - A) ?) e( w1 K3 m
    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
    9 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; U8 J4 k/ g. a' `. W& R
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    8 |, j, R& F  y2 g- e* A5 b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。
    ) e* x; U' p. 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# _6 r& V9 E" V( M  s" P$ M
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    $ c! y( q, Q. d% \5 i# ?# v' n
    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
    19 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
    " G' q7 x' h: }
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:498 X4 l  H7 W0 A
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    $ f+ H5 d! q; Q' {/ g
    ' ]3 g2 |* `0 A2 M( ^( K
    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
    2 t- Y9 H* V( ~5 L, z7 {: N; Q; _$ [: j! A/ j9 f2 A0 F( O* D
    @huma' @- s9 s" |3 \! f' V& n* }1 p2 G

    ' v2 _7 M$ q1 M% a@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 11:373 B7 |$ H8 ]! r# ?/ D" }
    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% e* O% p2 S; U$ @, z" b  J
    ( P: `. ^; e  G8 a' V
    @huma
    , A1 ~4 o3 X' W; 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
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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) g* ?# x: H3 B& P, Y6 m
    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
    ! N# l3 h2 ?1 u# H/ A
    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* p% s+ ]6 i+ d2 B6 _" f  k+ v$ |
    不疼

    8 r5 e4 M0 e$ C1 \) f0 h! {鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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