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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
    22 小时前

    • 签到天数: 1894 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 e7 R; r& R9 ~; _# r$ L, R1 @' [) ?% E
    大家好.
    9 D  S9 o( B8 D/ E/ h$ X; \( |3 u+ E% v9 V/ V9 l
    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.
    ( h- C. f7 j1 _; K6 N4 i9 o. T! @8 `
      u" X) G/ C1 c  w, E7 x# {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.
    / W+ ?2 p# A" ~( K' q; O  h2 m1 M5 |
    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.
    + E+ K0 G: L/ r( n* ~& f# P( X1 q/ ^& T& p! h/ _  p4 a
    闲话少叙,书归正传.
    & p5 z: {! i8 M0 I( }
    8 s" r/ @- k0 R( W( 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.
    % }4 W( V' K7 M, c) O0 |+ f
    . Q8 y0 c% Q) f& q; ^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 ], }0 @* R+ Z- _; z

    ( k4 P. q$ l; n4 w) S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...)
    % E7 h$ `1 M" n* \: _* K; @  v+ h/ D1 ?$ `8 B
    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.  r/ e1 n" T: a

    1 `5 X, Z3 D" [https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    / q" b7 S) a2 v! L, k  o+ t; s. ?8 B* E2 a7 l8 i- y& v( m! l, O
    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% r5 M; I2 W, _+ c- b7 W
    % H! K) t" g, z* V; ?* ?
    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...)( O3 |- k: k; w  V- {1 Y+ G
    * v8 {; S( c. o$ ?6 Y7 K2 V
    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
    22 小时前

    • 签到天数: 3131 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ' S9 j( m9 o- _  z: R7 F3 h8 f
    4 ?) l# u7 B5 z. U- n4 b: l3 x& p4 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
    22 小时前

    • 签到天数: 3131 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
    郁闷
    22 小时前

    • 签到天数: 3218 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
    22 小时前

    • 签到天数: 1894 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 04:255 i7 A6 `8 K5 _( f# e+ g
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    $ x8 p* @/ z7 |2 I2 L* l9 Z
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    郁闷
    22 小时前

    • 签到天数: 3218 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( a* U0 x7 [4 o% ]8 H. u& [
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    : u- M8 Q0 Z$ @2 s3 `
    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
    22 小时前

    • 签到天数: 3131 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 t. n( f0 g" K, a( y* x
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    3 Z# q* D& Q% I
    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
    2025-3-29 10:18

    • 签到天数: 602 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。
    : r! s5 T7 Q+ Z+ X. u+ b5 z5 L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! d. r) M5 {; q% m
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    + j& k6 m# B2 i$ z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: 2943 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
    ' T1 U; |: W/ h  I* G0 y3 U
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    + ~: \8 O1 g" X# K" H木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    " c5 a- _9 b) s
    ! e3 p! x) q2 j6 O3 o* u# `5 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
    % j$ o/ d; n& _- Y/ H) |% u/ j& b+ v; _3 L
    @huma) ^) ]& I% r7 J. D9 M! N* x  j+ c

    : E/ r0 ?  H( i4 C9 t; K6 W4 D@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
    3 Z! E+ y- k- j8 h& }& Z* j& C" M7 I8 N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
    1 N% [9 P- b* G; v
    & t& D9 Z4 _1 M: Q; ^4 v+ Y@huma
    & N8 v) ~- v" g& 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 12:09
    5 r( Y' m3 h% s& d# d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

    7 }' M6 o4 }4 ^/ @$ j: K不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    22 小时前

    • 签到天数: 1894 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$ [& z9 {, r# X% A1 e% w! }
    不疼
    # Y9 E' E: z3 Y8 ?2 r8 R
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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