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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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    . b5 X8 Z7 m; m3 f% ]/ X' X% l3 f( h1 V/ u  k
    大家好.
    # @! Z0 w6 ]. d$ |3 U$ B; V" S- V% A- }' _7 k- y/ n5 a; 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.. c( o! L2 |9 ]) T* k, \
    ' P$ X, i$ F" g% w8 Q: g& N; H
    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.+ m' N* `% [4 B5 m

    ; a& X! d/ d8 X# ]4 Q4 T- 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.
    / R1 [* n0 s$ b2 H6 Q$ e/ l5 S. R0 Y- `  o3 }. _3 a: c+ J5 p! X: D
    闲话少叙,书归正传.
    1 N: G) {5 K- ^& E0 _2 ^( _
    0 u! y) P6 Z5 y& \( W) |: m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.* P: J! n4 s* v! m. ]% r

    # X# R2 d, u% `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.
    ' L+ E* g5 [* o" d" w# P- G) T8 f3 r4 A0 p2 [
    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...)
    7 m4 ^/ c8 ~1 r8 z  k7 t% F0 M+ y7 b: x1 p8 V
    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.
    9 G2 T9 M9 V/ q+ A! {# x) X
    $ z1 v; T2 g8 t. W" G' Qhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg; D, d) S/ e2 X

      C- h# M/ V$ J' v6 F' J# E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.
    , T! J' J- Z& m+ p; F. L, `+ L
    " U7 E' c8 W5 O; [. b) R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 Z) q, ?0 _, k1 Q
    1 Q$ P& C& M0 x! p" h/ p
    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
    17 小时前

    • 签到天数: 3281 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT* n1 ?# N$ l6 x  [' `' E0 y! q
    1 c# s4 S( @9 h" 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
    17 小时前

    • 签到天数: 3281 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
    17 小时前

    • 签到天数: 3336 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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    ' d5 \+ e8 k3 U再教你一招，日记上一天再贴一回
    ( R7 w, Y+ x: T
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    17 小时前

    • 签到天数: 3336 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  S4 k, q+ x* Z4 U) c+ x
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    : B# A. z6 J  ?& F  N  b7 w7 g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
    17 小时前

    • 签到天数: 3281 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 07:462 w" h9 |4 D# y- {3 p9 ^# }% d
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ' L3 x4 A# S. K$ X
    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
    2025-10-31 21:05

    • 签到天数: 613 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。
    # N1 ?: z3 A9 x- l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
    - M4 @$ w4 X3 r# P7 P, w两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    " l. `7 z/ x, P! h: B# F
    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
    奋斗
    17 小时前

    • 签到天数: 3064 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 ) h/ i/ x9 Y0 c7 T: i
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:499 C- S& H  |$ z/ B
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    # L) r4 V* i6 q; Y) {7 k# K
    & o9 f) E0 e9 M5 t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
    : E2 {3 Z8 K6 I) g( h; A% f5 w! w( S. e7 T6 o2 k/ y
    @huma
    2 I2 p0 @# U& J0 P* }; G/ `$ X3 ~: I' y0 w( d7 p
    @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
    4 E$ [5 `0 l5 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/ T' k! b) C3 m# |- q

    % _% l7 r( z0 Y' m2 E@huma
    . d% E0 }+ ~! \4 A
    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" G4 f1 ]! k: w  v
    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' V4 ^) I4 K% f* I不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    - \  y9 R( v  A6 y不疼

    ) U  L2 e8 k' K7 `% H鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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