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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
    9 K* P: c5 }: ?# U/ L8 e3 Y
    5 ~0 O% _! t! Z4 d大家好.% {0 K: e$ Q- T" j; o" i6 P( l
    5 i! @! t5 w$ H+ _4 G0 e- t: D
    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/ F* Y8 m; `' _( E
    ) p5 a8 m$ A* N- g+ P( 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.' |6 U8 V' i- d/ y/ C+ _. Q. b
    ( }, f0 q% H5 I! S. K* N% s  J( B
    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.
    0 ~' X) ?& O* A. Z* W8 f
    6 f' Q9 s' `' n4 C+ b闲话少叙,书归正传.
    2 G7 Q8 Z9 J! ?8 ]- H" w4 \0 K+ a$ H: h2 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.
    0 y' {$ ?4 b  z6 r
    ; k8 N7 s0 Q9 n) [4 H' 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.
    + y2 v, }" @; W* ~8 K+ E# T! Y
    7 L/ F* F. d; y) d( q. q, p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...)
    , Z9 b7 [# N4 k* o4 V  y' I
    9 R% W1 c/ u4 O* M. q0 O* E6 d% 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.' z/ T5 C2 c0 {9 I7 K% a
    1 L* Y; W9 K% S3 ~, p' v! i1 M
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg. i7 i; O8 U( L; i! f, ?
    3 e, k% G" L% b
    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.+ Z, N2 G, [5 ~3 O# M
    % y* n- Z5 |- }/ }. q
    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...)3 F9 j3 L0 M) C

    9 D0 B1 m6 I9 ?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
    6 小时前

    • 签到天数: 3498 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT7 X& _- n) `, R4 J4 d3 q2 e* s- h
    1 r+ B1 V( M' m# v  ?7 P
    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
    6 小时前

    • 签到天数: 3498 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
    3 天前

    • 签到天数: 3523 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# m" Z) U" P$ {& U; m8 f2 ~再教你一招，日记上一天再贴一回

    % U- }* a$ h% t* i! G这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    3 天前

    • 签到天数: 3523 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# }3 T- \: x* X
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    9 k: h& u# r$ Z, |9 i
    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
    6 小时前

    • 签到天数: 3498 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. g& {) g* S- f& F8 v
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    : j% C' Q9 |1 w) H$ G. @$ Q
    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
    前天 20:45

    • 签到天数: 656 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。
    ; U& T  c! f( G: r1 O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
    / i6 E  b# K9 A3 h$ Y1 \, {# \两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    4 `, ^  z6 W, {" Z4 v
    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
    奋斗
    昨天 03:30

    • 签到天数: 3277 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 4 Z3 U0 u8 B+ V8 I2 b
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    9 G& Q. w# u7 D+ I0 i9 V( }木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    7 q  Z$ X) S' w+ a! [0 ^
    / q* A7 V, P3 w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
    1 R9 E" p- U2 S) y
    4 {% Q, k4 g: d6 {: v& D# ?  m@huma
    9 }/ m8 D$ u6 H% Q9 [5 }( A1 j9 c$ p& 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
    2 e) F3 ~/ I' a( b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 }  X6 u" g9 w, I. m5 W
    * q1 L3 J4 |  z  D- w$ e( Y/ V
    @huma

    ; k. i0 c; N3 p: M8 d5 w+ 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
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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; n9 u9 z# K2 N* t; {: 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

    ) J) }$ O# n5 T" |5 }! I- p) c1 [$ n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
    1 e. c* N2 Q5 Y9 _# o/ z* C) z不疼

    8 {( n% u/ }: j% H! R+ O1 u鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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