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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 # z/ V/ S  ~9 f
    ( `, }/ K! p9 a- g6 ^6 E! w0 [# \" m
    大家好.
      \/ b) \2 A% s: c+ q+ T' v- x( B# R+ 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.
    ! \! Q4 @7 C3 f6 R; v( X
    ! l2 l0 n1 ?7 _7 u' n8 o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.# q) E- Y7 ?6 z% v
    5 w) k5 K$ d7 f6 b# O6 ?6 Q( G
    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.3 Q0 ]' A! Y1 \% O9 ]
    ' u. A( [+ f! S3 a5 P
    闲话少叙,书归正传.0 ^  [% \. U3 [5 u

    $ S0 E0 b+ j+ J# Z! m7 M& I+ D. ]+ 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.& q  e7 u5 \, R# N/ I7 }
    7 j$ g( V" h% Q4 i  c
    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.
    ! ^  h1 c3 q' H0 O( p1 b" _
    & {# A2 W9 S' \- M# _5 S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...)6 v8 w8 i7 {% d- v. k
    5 M6 [6 L/ q5 c9 h) U. u  P
    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.
    : x$ l. Y7 k/ i  C
    6 z) R! }8 U! l1 dhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    - ~! P) F9 Q9 z
    0 {4 X+ g% \; d9 {% {9 u7 A+ i+ ]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.- x4 c4 B) A9 ^1 \) Y
    0 y; e  K' X1 g8 Z# ^
    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...)+ j* ?9 k0 W- l9 S; u- J

    ( `0 l4 I! K, C+ w  f, \4 {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
    1 小时前

    • 签到天数: 3392 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT3 `& P5 R9 h/ t% h0 i, P
    1 Q% G( h7 I- `: g! D0 q: e7 i
    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
    1 小时前

    • 签到天数: 3392 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
    昨天 03:34

    • 签到天数: 3416 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
    * m! b* e5 E0 f+ [+ R" }; y再教你一招，日记上一天再贴一回

    ) N' H1 B- A! J这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 03:34

    • 签到天数: 3416 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# D9 O9 ]  C8 N4 ~
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    ! ]$ l; \) A* v0 N) d+ b, p
    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

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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
    1 小时前

    • 签到天数: 3392 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
    0 g( d3 c) h* X& r. j1 w2 _两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    0 ~  R& _  h& i( }3 i) H  c  H
    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。8 z) ~. ?! J8 r3 M& c. 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
    ( f1 g) k% }( ^! v* r两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ' a1 W# }! L! k% }+ P& W' C& t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
    1 小时前

    • 签到天数: 3179 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+ ]( L/ N6 o/ U
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49& s' R; N" E, s* [% T( T7 X7 Y
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    * u2 F8 c! J2 K/ ^

    2 h" ?$ I, Y) B5 ^1 m4 p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- {0 Y6 C  ?& ]5 f8 i) w
    4 N7 {$ x) @/ W; l
    @huma! U5 O! ^1 \! p
    # b0 D- }( n. }. 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
    & F/ J0 W9 {  N, M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 `8 A+ R9 u$ b7 R2 v) x. h5 Z
    ! G% h, S! p8 S! r0 I: @@huma
    * P' X+ \$ E+ Z! m' P# I# G
    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
    0 v5 k6 c3 `3 _* V% ?: a, ]4 u# M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
    8 q1 q. t5 o; r: k9 s, _) ^; d2 f4 q
    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* @" M3 A, W: A# W
    不疼
    , p$ ~& j0 \- s& M/ a2 h
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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