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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
    16 小时前

    • 签到天数: 1641 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 , }* c4 h- e7 R: W7 {4 d
    1 ]( |6 T8 s( L: g, l5 _
    大家好.2 K2 }( b8 n) X- p) o+ c) l8 s7 h

    4 _# v" l9 B6 p' w7 P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.
    . R# }4 |& q4 L$ g; t% n0 G) E5 v
    # q6 m! N: s' _* B5 z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.
    1 D1 ?8 `4 l% p$ O6 H1 t0 i
      F/ d6 ^2 o: }. r8 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.  H! e& h9 T5 K% R$ D# T8 q

    0 T' s% b* \( E' v% C' O7 A" ?  p闲话少叙,书归正传.( @( B, z% z/ q0 g5 `
    ; o; ^2 w9 t! F, H' H. Z3 ~
    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.# k4 p5 L0 s8 x" l9 v- D
    " Q/ f$ B. i4 G1 r( 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. 1 {0 Z! S6 T3 U; |' q/ D) L* w
    9 S2 O; [7 i! X* i1 D
    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...)
    & v' g+ y: A0 l4 L- s7 B# K6 H0 o% r6 J1 Z9 L2 y/ `+ O  \
    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.
    + b3 n% ^  S; a6 g0 _5 Q- G5 a: T* U2 F4 d9 e' }6 r0 L" S
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    5 Z  `$ L! _/ h, W3 S5 j: Q! t! D( ~7 v5 u
    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.
    ! @- E4 q; o+ X7 @. V5 F$ {0 Q7 \# C  ?+ |& T
    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...)
    ( c. r3 L$ R8 t% i4 W2 f: C  x) q# y% o) e4 f0 y1 q* h. M9 ]4 Z
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 2770 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    $ o, ]) E% S( t- M8 u3 v5 `! ]$ U8 [, m' p; E
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 2770 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
    2024-3-20 11:55

    • 签到天数: 2152 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
    16 小时前

    • 签到天数: 2872 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
    16 小时前

    • 签到天数: 1641 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
    ' [9 q- j4 x  {2 i% k再教你一招，日记上一天再贴一回
    5 k& A; R' d" I+ 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
    16 小时前

    • 签到天数: 2872 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
    # M4 g* Y" D9 i' F8 W$ X8 K! x这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    0 U! P# h/ ]4 ~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
    15 小时前

    • 签到天数: 2770 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 07:468 j7 Z# c! p8 h' B3 ^
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    2 Q$ G6 |  |7 J4 T) s, }! |2 q6 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: 535 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。
    ' z, I( J2 A, v$ h- ?$ m* \) p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
    2024-3-20 11:55

    • 签到天数: 2152 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* v  R2 [5 t6 H! O  T+ k
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    : E0 L4 s8 H# L' L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
    16 小时前

    • 签到天数: 2585 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
    ( u0 u1 s. ?8 n( j- U
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    . ?' F' `0 _* v- G* x木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    , ]9 d/ u- F$ A) r# d9 H. _
    5 b: k$ i2 N- w- K) g# X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
    ; K8 V. x3 G2 p# i  F6 F7 Y
    9 B  l! v7 O& Q5 P0 N7 a% p@huma
    / X8 ?$ m2 ?. W0 }; }, _' x! {+ ?1 b5 X/ R" ]/ m/ \: S  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 11:37% i3 ]) S8 s, R& p. s. `
    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
    * Y( X9 K- s9 }6 n
    ' K; _9 D% s; m1 L- [' ], A@huma
    5 Z& M8 u& y4 l
    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" ^& h( r  t) s% V4 @) Y
    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

    ; Y- p$ l6 N5 i4 P6 ?3 ]' u不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前

    • 签到天数: 1641 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
    ( L" p2 X5 N( j不疼
    / z$ B$ ]+ G* Z3 ]2 E5 L
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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