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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: 1722 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 ; _/ }+ V/ g* i$ ]; R

    ( w% O& x: p1 s3 V& L* E大家好.. @7 M. P2 ?5 F

    ) C0 {% R' Z  E2 T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.
    $ k9 h" p- m) Q% l1 y; p
    ; |# J( I! @; r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 i1 S# D9 t5 a
    ) |8 e/ u$ b8 c7 o# I9 [6 J
    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.+ j( b/ a8 b* G. V- v

    6 |! Y$ t' m4 `5 }3 C  m/ m! ]3 I6 Z7 r闲话少叙,书归正传.8 T; _8 b( _- p  j

    , o0 y1 s, V* [( T! I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.
    6 g% n' K) s& f. B8 M- K; Y* V3 s% R$ B% X8 P) |7 f( C2 \
    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.
    % Y. `9 k& q" a
    # x. K% ?) i" a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...)
    ' |& u; u( K: s$ v4 |7 M- Q4 r
    ; r" d, D9 M4 m8 N9 v9 `" 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.
    / b; {+ z! F* V' o$ F4 y7 D  I1 O: d8 _+ n
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    # c+ C. d( r8 n- h
    " {2 }# ~+ _1 X( i" e4 U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.
    2 }# g9 ]7 h& ~) W# y. p7 ]/ s7 C  r5 Y- J
    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...)
    ; k6 |& r: x3 T5 U* j$ _2 q
    0 N+ M! R/ }' W6 u6 f3 C! 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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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    20 小时前

    • 签到天数: 2954 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT* @* C6 t( b: t9 U/ ?; u
    + z, p) r6 B. ~! r
    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
    20 小时前

    • 签到天数: 2954 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
    奋斗
    22 小时前

    • 签到天数: 3044 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: 1722 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 04:251 X+ U  @; j3 `% N2 A& b8 ~
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    % A* R  h+ C( F这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    22 小时前

    • 签到天数: 3044 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
    4 D( A! f3 n4 X/ Y这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    - t- c2 C* A6 r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
    20 小时前

    • 签到天数: 2954 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 07:465 N/ u; q" O: V* x+ l% n2 m/ T* a
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    , E1 T! G3 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
    昨天 01:36

    • 签到天数: 582 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。, T! i, ]9 p; O1 `; c. q
    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
    7 o) V+ |) _2 F& k+ o6 p! z' p两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    0 [' ?' T5 {2 s+ f8 \8 {+ u  f9 }
    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
    怒
    22 小时前

    • 签到天数: 2761 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
    . \9 E. n5 e/ F3 U' C4 \
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    , a9 X9 p  t- f木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    2 }8 G- \5 s3 i
    # O" d! }* E) `
    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
    6 r0 Y4 n5 R1 f- E1 k' ]5 I" U: R# N' J3 U& F/ G! }
    @huma1 ^( t3 r' C# i/ ^3 _
      g/ ^) n+ m, x8 Y2 ?* {, E4 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
    # S7 [3 J3 O+ o3 l9 ?! y7 F" 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
    ! v; S& J' M( n6 A/ X0 p+ X7 f1 m" r( @
    @huma
    , F! Q) u! ^' D4 l2 |
    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 12:091 Z1 K- e& D- j* A8 [8 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

    ' c3 \0 l  ?* I3 o& U8 t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: 1722 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 01:112 v/ H, W+ O7 P( C
    不疼

    : b/ A0 [5 P5 H( {1 M鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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