爱吱声

标题: 【单口相声.第二回】我不是文科生，兼谈何为电子1/2自旋 [打印本页]
作者: 数值分析    时间: 2022-1-4 02:56
标题: 【单口相声.第二回】我不是文科生，兼谈何为电子1/2自旋
本帖最后由 数值分析 于 2022-1-4 20:25 编辑
* n4 A( a; ~  Z: H6 d' `6 M8 V/ g, i6 w5 K7 c' |/ b
大家好.+ k: _, D& W7 ]# ]9 ?

2 z) v" y1 \' X$ r8 s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.: I. u4 Y7 Q, g5 w+ L) |) F9 y2 I

' P& q. [* ?" ?, t# |$ J& Q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.! I; n3 A0 r0 w  e, {1 K, n
* P2 g  }) _( w1 n% u' U: y% k0 E5 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.
8 _6 E( C: r  s* M& ~" r$ _1 I! [( |! p& z+ T
闲话少叙,书归正传." C: L' a$ D' ~$ K0 P

* b7 y3 {" {' m: j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.7 o3 F8 r! i( I5 Q7 |

- C' E" ], Y/ c' m: O8 e2 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.
" x6 t0 r. k. X5 ?, ?0 d8 T& R5 H# r- f4 B; @, D7 k
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...)8 \8 I" ~& t+ o8 b5 P, F4 v
  x9 a9 Z1 e$ s0 Y! w" _
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.
+ q" `2 l- U% ]! G, A0 J" F( P' K
https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
+ A, y, f3 v2 Q1 c$ E5 U6 v% q4 m7 b* N2 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.
# g( k# Z# Q! q6 h: l+ A* {. ]( c/ A
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...)
+ i0 H4 d4 q+ C1 r" N7 i4 w6 m- g7 ^5 v  K! P" Q
更新了：号外2.5 http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=154184&page=1&extra=#pid1327993
作者: pcb    时间: 2022-1-4 03:52
Dirac BELT/ x6 z" S8 U9 m+ I3 g% F6 U% {

9 ~8 l+ n- D) y$ n3 ?0 k" k' ^想想俺也是在物理系念到骂死它的
作者: pcb    时间: 2022-1-4 03:54
360度和720度时，那杯水分别通过Dirac Belt的两边（手臂的状态）
作者: huma    时间: 2022-1-4 04:03
关键时刻，这文科生又跑了，扣分
作者: jellobean    时间: 2022-1-4 04:25
再教你一招，日记上一天再贴一回
作者: 数值分析    时间: 2022-1-4 05:34
jellobean 发表于 2022-1-4 04:25
3 w7 ^, q9 o2 c" Y& e# d+ ^9 C& G再教你一招，日记上一天再贴一回
9 n8 o! l, A( T3 y
这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
作者: jellobean    时间: 2022-1-4 06:00
数值分析 发表于 2022-1-4 05:34
  J) u: a) d" k  q4 L) b- b这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
2 ]6 ?; U; r9 r7 y$ {% d& p
没有，大家会鼓励你的
作者: tanis    时间: 2022-1-4 07:46
两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
作者: pcb    时间: 2022-1-4 08:49
tanis 发表于 2022-1-4 07:46/ R' F: @& P) E# X% N7 g% g
两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

# V6 b) J! A6 G% u为毛觉得这也可能是祖师爷级别的大牛
作者: 旺旺的考拉熊    时间: 2022-1-4 09:10
你这物理肯定是蓝翔技校学的，专会挖坑
作者: 雨楼    时间: 2022-1-4 11:14
你看，文科生的科普文章写的就是生动活泼。9 S9 |- ~6 J5 L
这下坐实了。
作者: huma    时间: 2022-1-4 12:30
tanis 发表于 2022-1-4 07:46( T7 v* \% y7 y2 [7 I0 w8 ?( Y- g( W
两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
# H8 m  ]. i4 |4 d" E
不光没公式，连图表都没有，别忘了。文科生不会列图表
作者: 法乎其上    时间: 2022-1-4 15:49
木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
作者: 清凉山    时间: 2022-1-5 00:37
本帖最后由 清凉山 于 2022-1-5 00:38 编辑
( C* Y$ q& E7 `0 i5 X. Y
法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49" Z. c. Q, C: q6 H  U5 Z" O( i
木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

) V& J# y' m2 C
* q) @8 u# k- n1 y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( X0 w: J  i; A0 v! i
% }+ S9 @; E( j( K/ i4 ~( ~
@huma! z4 C/ k- T5 X0 i9 x1 z  Y
6 ?. q. p  n+ x2 u
@tanis
作者: indy    时间: 2022-1-5 01:09
清凉山 发表于 2022-1-4 11:37
9 [* x# J9 ?& [9 o9 E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
' ^$ v! c+ W2 }. C, G) W
5 _8 [- \" O6 ?8 {/ {@huma

  p2 c3 {* F" 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
作者: 阿忙    时间: 2022-1-5 01:11
indy 发表于 2022-1-4 12:09
1 m" L) }4 v) Z7 [/ 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
% L3 [+ H5 u& s- `. t0 P
不疼
作者: 数值分析    时间: 2022-1-5 14:06
阿忙 发表于 2022-1-5 01:11/ {1 \1 J# q  z' H3 J' e9 B
不疼

0 n% m2 N5 _% ~+ }鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。



欢迎光临 爱吱声 (http://aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2