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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
    衰
    2025-7-18 08:55

    • 签到天数: 1934 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 4 M  {  o4 T  C4 |, a# h. [
    - X# s# N3 V2 x9 x" F) D1 e8 h& s
    大家好." O! \0 Q( l4 k6 P4 J( G$ v
    8 m/ S8 F7 m8 G# w( U/ ], N
    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.% t8 C% R* S2 Q9 V

    ) K- h8 @' F4 J4 f" T# O/ 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.
    + \" b$ _5 N( g$ P8 V* |7 u0 b; B& j: O0 P) s: m  ]8 W4 Z# F9 u$ I
    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.
    4 T9 \) |' K% D) T% P* E7 S: U( Y4 Y* [; b3 Z
    闲话少叙,书归正传.) X/ _2 d9 |! x! u5 H

    - w2 |0 f4 V% O2 [/ T7 ]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.
    3 Q4 D, F9 P5 s
    4 P! S8 r) ~0 h1 ^' O1 m) O6 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.
    # F4 t3 Z& R' Y9 F
    * l5 X" _% l# O  |/ ~3 l0 G8 W& M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...)5 d4 i! v3 q! n) F0 `
    ; b* K3 }5 A  F0 h. q' U+ `4 i
    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.4 ?0 A/ z  \* G0 ?% y

    2 H! y" H3 b1 b) W! B; Chttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg* \& h; G7 x$ Z- ?; m/ l3 t
      }- V; r! i1 O/ D/ r
    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.+ N, J; w$ K, w# _/ Y' q
    & _0 c; A& O& R" O. r
    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...)  Z" {0 p1 _7 Y7 [" H0 K; \* u

    0 J) R; T5 C; b; R$ 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
    昨天 01:04

    • 签到天数: 3185 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
      O% y6 z* B0 v
    / o& c) F1 e. `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
    昨天 01:04

    • 签到天数: 3185 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
    无聊
    13 小时前

    • 签到天数: 3280 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
    衰
    2025-7-18 08:55

    • 签到天数: 1934 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
    9 ~3 D. A# d, D' Q/ O再教你一招，日记上一天再贴一回
    6 [& d& s$ }% v$ _  u6 Q
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    无聊
    13 小时前

    • 签到天数: 3280 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
    # h& U# b7 C* O7 p这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    ) x7 r! x4 E) g
    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

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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
    昨天 01:04

    • 签到天数: 3185 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
    / J$ L" x  K4 o: v. r" h6 Z两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    & C$ ?/ w5 Z% r2 ~/ s% ?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
    2025-7-9 10:55

    • 签到天数: 604 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。: g* H8 j6 H$ l: |( K' 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
    ; E: w: Y# t! X* P3 v6 m两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    * U6 S. @& B  ?% T, X& L
    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
    擦汗
    2025-6-20 00:32

    • 签到天数: 2968 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
    ; w2 \/ V" M: U0 J, j' r7 P
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49" n- L' w* r! r! [( Y$ e2 d
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    % v# ]& U1 C, U& S% U7 B" G: s" d& M1 z4 x, i9 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
    + h7 n+ b. ]0 K
    ! v, l, j' e7 M2 I@huma2 N# k% p8 N* E3 S6 J
    $ `1 v$ u" O3 M) X( j' e4 C
    @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
    8 r# X+ X: E. ^& U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, k4 M. E8 q( G' b

    ' W2 B' U' o3 D7 [; G@huma
    + N6 {% [* k) 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
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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
    3 S& z" ^! b. V! T$ O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
    $ P! g/ ~+ }! K0 w. Z
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    衰
    2025-7-18 08:55

    • 签到天数: 1934 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; k. D" f& `( n
    不疼

    $ Y2 ?' C! C" p1 D+ ]8 p鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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