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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
    $ K" p3 X7 {; \* ?! j% N; n& @9 W1 N) K
    ! D  i: D( _+ A) h9 g  T( ]8 M4 \$ w大家好.
    5 w. Q  Q1 A) A- S; r/ A$ J
    * W$ q4 o7 R. _' b7 l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., p4 [+ `, {. z+ x

    ' a9 }0 m# w3 v& A) \$ 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.! R' X3 z- Z* `+ r

    0 D( d( [1 w1 _5 x" k3 R8 N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.
      k% k. O" E2 p- |7 J; D% i7 s3 w
    闲话少叙,书归正传.8 d7 b% O1 e7 F/ a* }  A8 P* M6 M+ r# q
    1 v& b" u6 x" h/ ?+ \) t
    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 r& w" P5 P/ {8 {4 h0 m  P" j4 {( B2 ?4 k' 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. * |/ ^  b  w0 h7 m) c3 ?

    1 H  P  P" K" V4 R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...): Y6 N! Y! Q6 |9 Z* [$ v8 Z

    5 `6 Q. O. T4 Q  Q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.
    . R! K% P1 H( i# I+ I  e5 l) }; |  M( Y% S- ]
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg. ?" [6 K$ w* H+ O
    - c, e  L8 k+ F9 U: @3 P
    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.
    2 z$ z" G% e; U7 D3 Q$ ^) I7 f
    , t8 U; R, E" [- S: j5 @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 b/ t4 I. A+ t7 a* L; f2 |3 t
      W: I4 l- J/ E7 X# [8 z5 C7 h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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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    15 小时前

    • 签到天数: 3560 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT0 ?* K  i* U0 N+ M( M

    5 h$ h# {% P" X' Q' 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: 3560 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
    2026-9-17 08:02

    • 签到天数: 3555 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
    $ I8 S. L+ @6 z" |6 X再教你一招，日记上一天再贴一回

    - ~+ {& \6 [( G  B* f" \# |这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    2026-9-17 08:02

    • 签到天数: 3555 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$ g- V: d! B5 i( g3 u
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    5 K1 v7 `9 g5 K% b7 ~# r
    没有，大家会鼓励你的

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    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: 3560 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
    8 f. ?( D# N( z# ?两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    3 X6 g' R0 E/ C6 `
    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
    2026-9-13 08:13

    • 签到天数: 666 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。8 F1 }! g3 v/ P5 G# \( q
    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. G1 S% q/ s. _2 k
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    . y& h5 K+ d8 }4 R( T) H/ U
    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
    14 小时前

    • 签到天数: 3345 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 ( d" N, r2 ~- I( c5 j, ?3 k
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:495 ?8 N4 R5 I) P
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    2 c" B: s/ P, x" c. [
    ) I! T+ X" W3 ^2 f: N0 B% r9 I
    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
    9 K! F! Y: Y: L$ A5 |9 U5 s# l
    @huma6 V/ Q$ @" q2 |1 M) X, W2 C: ~
    ' S9 x8 i  M! n+ F, r% C3 f
    @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
    ( W' i0 m  b# \" q- Z2 M  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7 j  T/ _5 ^6 v/ D
    $ Q- B/ v% ?) v: |0 Y
    @huma
      E: Y* P7 g" [* s# j' y4 ^. c
    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 12:099 W: V5 o( s6 b9 k* L7 m: K7 x
    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
    + k' C- U& I) o9 u( G
    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( m+ \6 S# N( X: b
    不疼

    3 Z3 ?6 J/ Y( L  ~2 A鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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