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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 8 q6 [# J% e9 M' k' [

    4 K7 h6 |, f$ L4 ?, J大家好.
    $ v  O$ c( M! x/ n9 ?6 Q: r- J+ a: d6 v8 K5 b% W% d/ O! h' @& V
    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.
    ; \' W" H& j, u( A
    % U& a4 i' h  U5 c# _' y. 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.& E6 c. @8 N/ |' u# B$ O
    - U2 d$ G* Y" G" S$ c9 H0 \% R8 k7 Q* p
    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.
    $ c7 O& G( b( n- \1 V; E
    6 Y0 d0 H: K; \1 g+ `闲话少叙,书归正传.' V. G9 t) J% N) _

    ( D0 F% @1 ^& l4 x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.! \/ e. r9 I* L2 V# ]6 U
    0 Z) ~1 d( e, x; b' R
    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. 6 m) m1 B. P. U( {+ A- L; Z8 ~* B( }
    6 Q, a# e9 v4 h5 n
    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...)( D$ Y3 R  T, l& N
    4 ]' c, \4 E. e$ ~, C/ M2 ?3 m
    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.
    3 |5 R! |) \+ O2 T6 |# ]& Q* Y  B6 h( M# {/ `
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    % W3 O+ Y& o- E5 y) D: Q5 r, r7 B3 P5 [" R+ D  r) S9 M
    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.
    3 W. U9 f7 x) I) k5 z- {$ F* S% e7 r, }1 K
    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...)
    % v7 R$ o+ t6 U( Q+ B
    % }7 u- j" h- A" K$ ]5 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 10:05

    • 签到天数: 3421 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    7 D- T3 o% H$ o7 _1 f1 A8 [* }- g
    9 e3 k/ T/ L" h) I% E0 m9 D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 10:05

    • 签到天数: 3421 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
    慵懒
    17 小时前

    • 签到天数: 3444 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
    ! Q6 C9 l4 o# S7 J' A9 ~, b再教你一招，日记上一天再贴一回

    4 Z8 [3 w4 i, v- E$ v/ Q+ {; H, s这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    17 小时前

    • 签到天数: 3444 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
    : I7 d/ `3 C1 B1 m. m. m7 E这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    / G( L1 O+ T# ]# f6 s
    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
    昨天 10:05

    • 签到天数: 3421 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: z0 V" w/ v+ `$ @8 V, p' c, W
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    $ M$ ?- h. u6 f% C0 ?6 P0 ^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
    8 小时前

    • 签到天数: 629 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。
    5 c+ R, p! p* b  X; j( o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" n+ A) I, S, s3 I. R
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    - B: Z) p; I' |9 w6 m, G* r
    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
    17 小时前

    • 签到天数: 3211 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 , h3 }; m- d2 z& X3 U
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ; N4 D* ^  v# C$ H( I7 C木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    7 E! N& ~' W) f$ \/ V

    . Z! E; P/ n! Y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 I2 `6 y2 o5 o5 D7 n. G! v

    9 E6 U& g9 B# s0 L& m@huma) ?4 x% y& f2 g1 d- Y0 P, C

    6 S6 l/ ~6 ~+ D1 i9 U6 O@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
    - g% J+ l( ?, `3 I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
    " a1 n1 @7 F2 _- g1 _; l( b
    : l; S5 U( L( t  }1 Q$ _2 L@huma

    2 q0 t$ O6 f' H" f* e4 C' x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 12:090 @5 s  g! S0 ^9 r  @. 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

    6 f0 W5 b/ t# J+ J$ ?0 _0 [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
    ! U8 C8 }  I; D/ l不疼

    # I7 t- X; }9 C1 Z8 I鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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