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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
    4 小时前

    • 签到天数: 1638 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 3 W" c- a: k$ @, }& D6 H9 U7 U* x
      s- Q2 Y! G/ Q2 a
    大家好.' p6 @* E4 ^1 n5 t4 E& R, ~

    9 {7 ]8 ?7 `/ u3 E9 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.  p" \# Y  q1 m8 M% d5 R3 n, _+ J% h
    / R1 }. D6 F3 J5 ~
    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.! y- l" z% ]6 o

    % a# l/ l1 l4 V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.4 w6 d" O- ]8 C* _0 |' @
    3 P/ U2 ^" X( Y& n, N% y7 K
    闲话少叙,书归正传.
    5 M- c( ~1 Q3 c) S  K; R! W# u" o5 Z. m0 `: R  I
    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.' J# z4 Y  x) x+ v9 Z1 f& Q& M
    ) {0 {: l$ d, v( L8 T
    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.
    8 j5 ?: q9 M" |0 _* W& A& P: v6 _% t" r  \+ K
    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...)" ^0 x* A5 Q/ N; C
    . u) v! R3 T9 ]( m, [+ b" J
    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.# R6 W9 U. T% S$ l2 Q7 B: G
    % T% a) V3 i7 y# l* `' z
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg; D( a' v/ L: l, R, x
    ' X& R4 _. a, s$ R
    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.. t9 ?( X+ e( [8 i3 ]

    % _) Y( H  `. l" |% [+ f  N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...)
    1 A  ^7 [% [( X- ~4 i2 U
      B; p+ z6 F7 _4 S% ^更新了：号外2.5 http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=154184&page=1&extra=#pid1327993

    评分

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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 01:20

    • 签到天数: 2768 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    7 C: p& q. y: M: e2 W& u4 Q3 X# q  |1 r3 I! X( G5 y
    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 01:20

    • 签到天数: 2768 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
    奋斗
    6 小时前

    • 签到天数: 2869 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
    4 小时前

    • 签到天数: 1638 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 04:255 p9 P. H1 @- J  _
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    7 |! f1 \5 Y7 L& W6 B这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    6 小时前

    • 签到天数: 2869 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
    8 X& N0 x* }/ `7 }. T: y( A这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    8 l. l0 C% m- n. t- N2 _
    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
    昨天 01:20

    • 签到天数: 2768 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 \  l* L; y" u7 Q7 m
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    : f, B4 ~& A) ]
    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
    昨天 03:36

    • 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。. J& D2 Q! @6 K; T3 i( U4 H0 w/ D
    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& N% F1 Z0 @8 b8 T% O
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ! W) ~# N% A+ R  F% t1 O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
    怒
    5 小时前

    • 签到天数: 2582 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 : y! z8 r: Q3 l! W, W4 N
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:494 v( h1 t$ F* s0 g& a. {6 [# A% K
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    & }' N) r. j* A; s  Y: ]& U5 F
    6 B/ }7 A, ^* m9 ^+ y- l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
    & {- R2 F3 J+ A8 {
    ' }( z3 C9 z- ^@huma% ^$ D; A# Q! \! M& N

      I% p4 Y, q* O! `/ G" D@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
    * [$ g" O7 e# a+ 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
    2 U# Q( W( @% D: g. z$ }6 B- R' @
    8 l0 ]0 Y' q4 Q) g0 D' P- D* ~) O@huma
    5 M- w  c3 g! u
    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" F2 S% D. e$ r( z* S7 P- y) d8 ~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
    2 a. J% O' \: c/ G
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    4 小时前

    • 签到天数: 1638 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
    ; H' j, a$ w" C' [9 d1 n不疼
    # g' M8 e) r( [  K
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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