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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 5 d  N1 T% R% J8 R9 W0 P

    6 x8 }- }7 {4 [1 [: W( n9 C大家好.
    9 K# J( {0 |$ K% f
    8 O1 l3 }* }& U5 l/ ?2 M2 ^8 v! x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.1 d; T& z( l. i
    * C( W! I( m8 K' R
    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.; a# X  n( |/ C/ g
    * F1 \" V3 Y5 ]" N; \/ Z
    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 K1 H9 c) l: ]2 E

    * C) E. [9 j0 W3 X! o闲话少叙,书归正传.$ U+ }1 l$ c. r9 ~& W2 y
    0 ^4 Z: f: u2 H1 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.
    9 {5 F  g0 L+ c! _0 ~. j% C( p  M) u5 j7 ?( i9 _- d
    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.
    : |0 d' Q7 \! X! u1 y2 `& J8 R# i$ `& Y/ E" D. Z6 v
    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 w8 S( a% e- A$ j% u9 {, t
    * \, s0 ^! h# a3 L. O' U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.
      f, I. v2 `! x# L( ?, O; y3 A% A9 @1 X8 h" }% x) d8 Q0 j) G
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg+ j# r& l& h, `: n

    4 X4 @- Y3 h" s6 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.
    ; D. o3 f( y$ u0 s  C
    . u9 _3 r# D9 V1 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...)
    9 `8 i, s! w$ W9 F% }+ Z# @/ y* `; n8 X  u
    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
    半小时前

    • 签到天数: 3422 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    % p( V4 Z0 k. m. n/ G
    7 C4 J6 Z2 k  q! N+ L' T. 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
    半小时前

    • 签到天数: 3422 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
    21 小时前

    • 签到天数: 3444 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: A# O4 F: L/ H* v; }( l" J0 |( m
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    . r; i+ G7 K: w8 `这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    21 小时前

    • 签到天数: 3444 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# s) h' A* r. y3 B
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    ) u" M+ S: b8 t% Y% m
    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
    半小时前

    • 签到天数: 3422 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 07:460 a4 V0 _7 R' v) \; p
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    # j+ K, ]% t" Z& ]: A) N5 v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
    12 小时前

    • 签到天数: 629 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。
    9 ?/ n7 \' w  X) k4 y6 I8 Q1 p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
    " A  P" o+ r& u/ v/ m- [两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    - c. O! l9 U& H$ U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
    21 小时前

    • 签到天数: 3211 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 ! H6 j6 N3 n8 H$ u" _% t* ^6 d
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    2 G2 _. z6 C8 y- m木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    + H7 p% l$ V( t1 _
    , i/ s3 M- n3 _# P. q" v- @
    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 x$ n" w. R# |$ B7 j7 n
    + _* @3 y. z& C# x2 O9 P( C7 @! D
    @huma+ [) R5 O( L' n, x- g) N
    8 U. P: D1 _/ p; g8 ?% O; \. u6 U
    @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
    % [* n3 ?! h0 }( J2 r2 t; _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
    8 Q# E' t$ F3 }/ S$ p0 \' g3 l$ C" G6 `) X
    @huma

    ! O" z; T6 f2 e) Q' E8 C$ ]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# k- ?. b4 @& D2 r1 Y
    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

    : y( W9 \" ~( z" V& Q- b- o1 b" G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 01:113 k. i4 q( v5 w+ D  L; U! l) Q
    不疼
      i! Q3 y9 @* D- ^, B8 {
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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