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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
    前天 01:42

    • 签到天数: 1883 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
    / Z0 H! A+ v, S+ q% ^/ y
    ! G" G3 T* @( V# T大家好.) V' S: Z- A2 `$ n( @4 q1 n6 i
    - w% H3 D: s- J# R4 |/ A7 m
    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.
    " k' P3 N: F0 X% F6 b* U3 v: J# M# J8 b' @3 E
    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.
    : X4 D6 B* s; D% J3 [  B0 P& U/ \/ a' 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.! B  A) Q9 ^$ _$ l5 v( Y) ]$ x
    ! k) R, g$ P; R  [
    闲话少叙,书归正传.
    3 e: ?- p( x' C
    8 Q' h1 L. b8 r1 E7 v4 z& N$ S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.& Z) U, D( M) g9 Q4 T! q& q7 P/ t* _

    2 d2 u. }! L6 ]1 v/ P# }/ 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.
    - ]  d9 ~/ H  l# d! D
    + ?" N2 W0 b5 O- }0 S/ B+ T( Z$ Q$ Z; C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...)* h* x8 `) F& Z* l" U

    5 J2 |5 h9 F1 t( i7 s& {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.6 [% a4 m3 U6 y. J8 d% z& l
    ' l7 u& T9 A' Q: f
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    $ W" R: u$ z% h+ o, A0 x
    2 [+ q& h+ f2 w% X. B2 X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.
    / A* O$ g& D1 k2 q' O3 V) C2 i& \4 C# ]
    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...)
    * B) o7 r' d. m! i4 D  C# z5 `$ P9 M, d. W$ Y
    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
    2 小时前

    • 签到天数: 3117 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ; o* |4 p' ~5 A9 e: h+ L
    % W1 Z2 Q3 E& \0 t  N3 B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
    2 小时前

    • 签到天数: 3117 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
    2 小时前

    • 签到天数: 3204 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
    前天 01:42

    • 签到天数: 1883 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
    & E5 r) |5 ]1 S) H  q; z+ y; t  X再教你一招，日记上一天再贴一回

    ; c. Q. N" r5 `这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    2 小时前

    • 签到天数: 3204 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+ N4 e! G  W# Y8 r
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    : o7 ?; U& m  Y, ]1 F0 N3 \' Q6 Z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
    2 小时前

    • 签到天数: 3117 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 07:461 q  l/ P  j/ b3 R
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

      H- r# S- o/ G( V. |: t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
    2025-3-29 10:18

    • 签到天数: 602 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, I. u: t' y' a; {' ~0 G+ _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" E9 e$ V( G2 M. x, b6 v) R3 V
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ; @& _, H4 n0 \( {
    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
    无聊
    2 小时前

    • 签到天数: 2929 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
    1 R# h1 O$ J; u' A+ l  V2 {# T
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    , L; G( A1 j9 b5 |1 Q: N& W木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    3 x: D$ N% t7 {
    ! b  z* {* e- S, u
    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
    " L# @" i7 E1 d! f  m3 x( G0 p; W  s8 D7 l: M' W
    @huma$ T" H. Q+ J# @* B9 L! n. U
    3 p2 e# d( Q: g
    @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 11:376 C1 R  D' F- t: 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7 E# M! D% {3 j6 F
    6 p, R$ B( O$ ]( a9 I7 Q; S
    @huma

    ! F) c! R" K9 ?! z/ Z$ j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 12:092 i3 I- r4 @6 _) S
    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
    + f/ N+ w5 i& U7 J. @, d6 C& {
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    前天 01:42

    • 签到天数: 1883 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
    ) H0 U; V% n3 j/ s不疼
    1 ]2 g$ j& G# G2 ]) v
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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