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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
    6 H$ a$ v3 \, H$ K, Y. k$ ^9 T- Y) d% S
    大家好.
    , e9 j0 z" U) F) Z( i7 M1 \7 D2 X" U8 t  @; p0 P% S% f; W
    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.
    " A. Y- r( R! @- m: U2 e4 x/ u5 s2 ]) k" l. }
    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.8 b8 p, r2 J8 Y+ `5 t  R

    " T" `/ H9 ?& ]) S/ n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.3 v% b- h5 m. `; ~& T" Z

    ( o& @9 y# H* W5 G7 ~( F$ E0 ~0 o闲话少叙,书归正传./ _% l+ d! l2 c8 A8 J/ y4 w

    1 ^6 I# X9 |2 z: ~# i% E- T! V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 l; W' |8 ~1 e, g6 ~1 n! f9 S3 {: q2 I+ r9 g
    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 G# [2 m8 c, F, i9 l8 B3 b
    ! R0 p; d# p6 d$ v* Y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...)
    * |$ E( w6 j4 V0 g" @" i
    0 N/ N0 W5 n# @$ S' H8 L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.
    * |8 d# f" X" u' l; \8 P9 x! ^
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg7 q, b) T4 W' C" n1 j" n

      ^" V" g' @0 L( Z4 C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.
    , V8 }% R( ?. D  L1 E. R( S9 k8 g8 g+ K4 u% H
    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...)+ h! u  D3 O2 x- c0 |8 C

    5 X6 y- U7 o7 g3 |( \+ s8 N9 A5 b2 |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
    4 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 BELT- C7 v* n: H# X4 }2 \  n: C

    / c' b+ ?, j, x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
    4 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/ Q7 I2 p# }& N: g0 h/ [% e
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    & |% z: D, \3 o/ z6 y: V+ r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
    ; C" M0 W. W$ ~) C这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    1 R0 M9 B1 \3 n* A3 p5 H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
    4 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 07:469 K8 F8 z7 A0 G( H  S
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ) f$ {8 J9 s# k7 P  s& P  c4 o5 \8 E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。0 j& }( ^; g/ G: h0 H4 c- c
    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 07:465 a9 s% N. c7 ]3 O" y3 n4 `9 y7 a
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    # v8 N' V' P, A( d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
    $ d: r9 ?6 a) P; a) H7 Q( U
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49% ^( y+ l2 ~( u& s- p8 I
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    & l+ p- Z; U8 x$ w0 c
    & g) u6 x& w. B' Y% _9 v* m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+ M# P, B, }6 O7 z6 [8 F4 E) \0 B% e2 ^
    @huma
    ! e7 @+ ~' ]! w' d7 b
    6 ^0 M+ @1 ^4 p% ^9 ?@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
    ) T( y, ?8 t9 j7 N! O9 v; |( 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
    , @/ ~4 q3 T0 }) p+ D# ~" R/ O
    1 o5 F# o/ M! W& L@huma

    % Y( k  Q2 d8 l) Y. 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 12:093 K$ _$ d+ L; X9 A
    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

    - l: T( b) `# j1 y# m% M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, y, ~% u( {' F& H. q0 U
    不疼
    " n9 e$ G6 Q$ N7 g
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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