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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
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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
    3 G! M4 R- P" \9 \
    # n# o$ d7 t2 Q7 h: w大家好.
    * I( b7 Y4 Y* H$ @5 h% f5 z" ~
    . S& N% O3 B( z& o/ 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# a2 c" `5 N# q2 {, F
    " h' [6 r  E7 F8 b; x) 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.
    : _0 S, C6 Z2 |9 J' h2 `& o
    5 F. ?/ B7 Z* s8 T6 E! x- }+ @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.
    * Q( n* ]' S) ~2 y% H- ^( n) A6 j2 |/ u; _- t: S4 A( O* E( _$ W$ L
    闲话少叙,书归正传.
    / Q, [! q" Y7 t" b, F' y1 F( V; N* Y* S  _7 c
    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.
    % A$ w2 S' \; w! c3 B! z9 p( M& `+ J8 ]" X0 |% [! p
    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.
    - [% X" z6 c" u) B. \/ Z+ J3 h. W* R. r) w/ o: c+ o  `
    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...)
    7 ?8 N( g, E- l, f
    6 [9 y! l5 A' i  T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., m" v$ }4 t+ U- q

    8 w: W3 n& g+ z% Ahttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg- o0 w# y! i  K1 X0 H4 _5 |
    % v+ ]$ d# u- M% h
    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; h# U- T# _! N6 y
    / o6 i0 ]$ S, ]7 M' @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...)0 Z' }3 y  K0 R9 J- X
    2 R! q! f$ [6 i3 T$ K( M  e8 [! h
    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
    1 小时前

    • 签到天数: 3344 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    6 W$ F1 B7 T7 A7 F2 O2 f+ H! ?8 ~9 C; S' F1 ^& H; H) U
    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
    1 小时前

    • 签到天数: 3344 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
    半小时前

    • 签到天数: 3382 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
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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
    3 W- P" m  [& o再教你一招，日记上一天再贴一回
    & S) ]' D) w/ |+ @6 s! `8 J
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    半小时前

    • 签到天数: 3382 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 ?  r% h2 |2 q+ d7 j9 i3 z这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    3 y% q6 N1 d" b- ?- ~  w+ X1 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

    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
    1 小时前

    • 签到天数: 3344 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
    1 s5 d4 J+ O, z; e( n4 M: |. `& L两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    8 W" R; w3 _, ]9 b/ p" X  x2 R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
    2025-11-24 14:35

    • 签到天数: 617 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。- S6 I/ M* \+ l+ j$ J; ?. V, x3 U6 y  ~
    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
    ' J' e$ M) B8 r6 ]  n3 m! a. E两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ' P$ v: v8 P' s, W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
    郁闷
    半小时前

    • 签到天数: 3129 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 b* ~. k( o0 r$ Z5 u3 v
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ! y3 T" R7 X- B7 o木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    9 w6 t$ @6 X  Y. Y: r( m2 N* P  S
    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; j+ T* t- g+ O) l2 a

    + S& Y0 m) A) `3 F@huma
    , N6 u# `9 f& a( J
    0 F; U/ _. E* }2 D; I@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
    6 w/ w$ q; [3 y0 r. J# l. 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( Z% i# a5 J, d( G4 j9 t& S

    8 o0 n2 h4 V/ x& H0 z. ?2 T@huma
    7 m9 F% W" U1 H6 n' D2 _
    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
    ! D" t% D1 D7 G. f2 Y  ~6 e, B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
    , z/ x8 T' X/ L. P
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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
    7 b7 h$ L+ j! S8 x% `不疼
    ' U9 x/ t- }- M' m% y3 u/ g9 \
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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