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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
    3 天前

    • 签到天数: 1949 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
    ' O5 o+ D( Q1 A1 t0 R
    1 ^) k- w! X7 }' c9 S大家好.
    " G. k9 P# g& L/ }4 z  P6 S6 i# p5 M" p: J# d+ 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.
    0 ~" j% @$ M+ H3 E! t; f) ^  \9 J# B
    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.
    ! u, A, E( W  T4 ]
    7 ~& T2 Y$ Q& V$ p, e; {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.% a! {. d' T( @/ d0 [  @2 V
    3 x9 B" f4 g3 t0 l# X& I+ d$ o- s
    闲话少叙,书归正传.
    ( v* z; Y/ N9 ~5 a1 M# s2 L1 d, o. D8 ^
    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.' B4 {, b: F. L  U# v; o: ^

    ! ^' @; I7 O+ R( h8 z$ M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.
    . r4 W) \4 z' u. G/ @" p8 M% B9 k4 b
    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...)
    ( s, Z1 N/ G. r9 S3 T! @% \& `3 C9 T3 ~* q2 E
    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.
    . v  d# W# p1 ]$ w" O* Y
    3 y6 D' h5 \% Q, H' v7 chttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg8 b/ Q- h- H9 f: c* r( A: c
    ( d  t: `: d& H  m+ q( S. 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.
    ; G( }1 r9 X% S, w$ ^3 |7 Q: \5 F5 K# Q1 K# G, x) O
    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...): v" E9 ~, G9 K! \7 z7 [
    " P6 `' A3 e5 c4 L7 ^
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 3264 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    1 b: B  _' ]3 G) ?/ ]! i+ M" e: ]( [* I" E4 d* Y7 J
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 3264 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
    2025-9-18 00:38

    • 签到天数: 3331 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
    3 天前

    • 签到天数: 1949 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$ r! j, N3 I. O  s/ O
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    ! S' x: J2 M8 |9 l& q+ u+ R9 X
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-9-18 00:38

    • 签到天数: 3331 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
    2 N0 G7 S1 ^+ f9 m这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    - g: r$ q. S" ]
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 3264 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
    ) ?& a" t2 _% M) p两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    $ Q, q3 ]. `% p) R6 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
    3 天前

    • 签到天数: 608 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" c8 E0 G* S8 S/ 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& V+ c3 _" {( u* S* w& O
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ; G, G7 J4 l3 ^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
    9 小时前

    • 签到天数: 3044 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 5 T5 s( b7 ?6 d
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    $ X! H: [) |5 E# m  c木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    ( B. p) Z( W# H+ ^2 E1 A: A" Y" ]) l' l# K3 M7 f
    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 U% [# m8 |; O( W( G+ |! y# C3 v! }. M+ _
    @huma6 i. |- A& n$ o3 J
    4 ~# P. b$ z  f( P/ x
    @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
    + _+ j- B9 K6 ~; ~* `5 r, _# O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) d/ O# }( z: \* K8 a

    + g" Q/ e6 k+ P@huma
    " U8 s( _, F$ A1 F4 C& U, C3 }. 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 12:09* \& M/ o& S+ e7 b3 p0 e4 i
    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

    * D6 _& k5 K  g& @5 L' F8 `/ `不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    3 天前

    • 签到天数: 1949 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
    + \$ V  p/ G# Z. H: P# ]$ h. F不疼
    9 w# V% x4 x! x9 D- R7 h
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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