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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
    6 天前

    • 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
    " d7 ?' Y/ o; s; u. D5 Z: B2 a6 T! _" Y8 F4 F
    大家好.
    3 _9 W2 G8 X# j" e" h# T
    9 _+ C/ ^) ^. \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.; l7 e- \6 K' D9 h
    5 ~6 K9 d4 s4 K
    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.' f0 I9 S6 q8 O) C% D
    " L3 I; b( s) g: ~: w8 s, p. B
    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./ M: u; ]% f& p) }( l$ ~4 u9 j
    1 [1 v! e2 z4 @& l0 a
    闲话少叙,书归正传.
    8 \" p% Y0 R) \9 A. k" X; U6 N9 g+ K0 S: @2 s" l
    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.& h% `3 u1 H6 Y2 Z# `

    8 \, E" w6 C9 W- k( C+ M# 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.
    3 E& }( a# r3 Z
    7 h; N8 e  O# z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...)* j; R! @5 `) w( d. D# g
    ! _) q2 e6 A( d- C
    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.
    ) X5 g+ `) T9 e7 H* p! _1 p0 @$ h& u2 B2 u* [
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg6 I; w. @) ^$ O% y( t6 \
    * i' m! f0 r- v. a4 z! J
    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.) y0 [( V4 ?3 T- f2 _  s. B

    ' y% i) R; V1 o! T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...)
    3 p. }/ `5 c3 G+ g5 M& y( h: V
    * r% `) Z2 \7 I( k4 X8 m/ R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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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    15 小时前

    • 签到天数: 3183 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    9 [2 F1 g. l; Q1 u' r7 V. }$ ?" z" t5 j! _
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 3183 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
    15 小时前

    • 签到天数: 3277 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
    6 天前

    • 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
    " ?, q7 `9 W3 Z* s  y& M再教你一招，日记上一天再贴一回
    6 h' ?: c9 `- @! i' L0 D2 t
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    无聊
    15 小时前

    • 签到天数: 3277 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 05:346 g  ^. ?6 r) c
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    . h/ X5 Q# W- _: k- V0 c  i* U
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 3183 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# m" X, ~9 e1 F
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    0 ]( O- T; l6 n, u3 H, ^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。
    2 k7 S& K0 a0 A. ]. W/ W/ i( h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 07:463 U. L+ ?. z; b2 A- ^
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    7 l5 G" N: \" k. n' \' t' f0 m/ V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 " Y0 R# p" c) l6 C& o3 q6 I
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49+ p% h0 Q) c# ]% o( I# ]) y& a
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    0 Q0 s) U+ l; ~
    4 i- \* a2 W1 _
    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7 }: F  G6 R3 [1 N% `. l2 Y

    ) g- j, B- O' o( N2 ^) V' @@huma
    ( z/ B% r3 a& D: k! R' _3 e3 x6 r: L- }9 L
    @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
    ! |. D& R, T* P# o( d0 F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 `4 B5 v, I9 @- x# l3 |4 `

    + W& s! R, S3 w- z@huma

    " A; E. N) o- l2 C4 W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 12:094 \9 r5 `2 a$ i# W
    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

    , a- [2 ^% P) t5 ~' g4 I7 J不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    衰
    6 天前

    • 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
    3 i% w6 \4 A5 r2 c* W' {' ^7 ]不疼

    2 O5 s! V/ S# I! R- R) O  \" l/ q鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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