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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
    3 天前

    • 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 q* H( x; P* U( [
    ; ]' A' @8 b8 z% H1 W8 C大家好.
    0 A" Y% R' c' ~$ ]6 l7 x* c
    4 R' F. K* ~9 F/ X% G7 B. `' ~4 U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.# ^8 |! m1 a7 j( q( w7 ~3 F, T9 [
    ' J' t1 H- u3 E' 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.* R) z! }; h1 z4 Y3 j* j
    ' |# L" T& M9 z0 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.& U4 r2 b! T  U& q0 o  B
    + B0 ?' F* _1 y1 w: a
    闲话少叙,书归正传.
    4 c1 K8 \! E" K0 |0 i# r4 Z7 f
    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.
    0 M  D* @, ]+ ]5 h1 i6 h1 c# Z3 a. s+ s+ H9 i# @
    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.
    % F- G: x+ `4 E( E) g
    % t2 `& p8 j% g2 E% S6 t4 e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...)4 _3 L' p# F, q; b% y

    ) Y& c5 {* B! {2 }9 K: g6 f( N3 p& u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.
    ! ]* h6 v( W# o% u# C( t0 t& h8 E3 Z3 c6 s" w$ @/ h# ?! x
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    : n* k! ^9 q1 M
    - k5 [4 z1 E; `3 I2 V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.7 z4 P/ m7 D- v# ^

    . f/ e/ N% |- ^4 K6 E5 B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...)
    9 j. c, X, G0 D' ?* A
    " d7 V( v9 g5 p& A2 {* i" j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
    4 小时前

    • 签到天数: 3367 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT* o% Z* e8 ~% U7 Q+ k
    ; i8 A5 I. L/ l2 J
    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
    4 小时前

    • 签到天数: 3367 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
    10 小时前

    • 签到天数: 3401 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
    3 天前

    • 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
    4 \7 R3 N  N5 W1 J再教你一招，日记上一天再贴一回
    / w1 I/ W# }- }8 Z: o& {
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

    • 签到天数: 3401 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
    ( @) _5 M8 z2 S7 R% F这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    7 k2 D% B& R6 Z( ?8 g8 v9 S* H
    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
    4 小时前

    • 签到天数: 3367 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
    / G: A$ f) l6 r& Y$ \两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ' o& u' {& |- k8 y
    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。
    1 [6 g6 B& j3 W$ k9 j, R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
    * A) \8 S( }9 |: G! z) J两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ( [8 e4 \# I+ M5 [+ X7 e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
    无聊
    7 小时前

    • 签到天数: 3156 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 : c9 a8 T# b) h5 V1 {1 q' e
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49& {& X( S5 b0 o' r
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    : `, {: \" S8 x, o* v
    : Q; w7 w" n8 z$ 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6 o+ N  ^/ s+ {1 U8 O
    ) n) z# n% S0 r$ Y$ c; @7 H
    @huma
    , j5 u  n7 v0 i' Y- s8 Y4 \) b% T- C8 w8 T$ R" Q( y3 X# v3 ]
    @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
    7 [% I9 c6 ~7 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" f' N7 ?1 a8 X- n2 U  J3 \1 y. }

    6 l# y8 q- @6 p; @@huma
    1 F0 d4 v9 O* W
    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/ d: f9 B$ e; 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

    ; I' e$ C" I  `+ B0 k不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    3 天前

    • 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 01:111 R. M  ^* R( Z' f
    不疼

      `% X' Z' R- G' p8 d: Z3 P鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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