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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
    3 小时前

    • 签到天数: 1895 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 l6 U( C: }, @4 l: e- n. T

    0 D- Z* u/ Y1 |* h大家好.
    5 w8 P5 _0 T7 u1 S' m! n5 ^1 E, t% k
    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.! }# Y" w$ g' M, O* b% w- W* t
    : e- k9 T! q; y( {/ }( i) @
    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.4 C3 y2 E! |1 @7 `" K1 p1 w9 c5 }, Z5 ?
    ; u$ r: @' t6 r+ o! 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.& n) O! n& h- j& M
    4 F# i8 T" l: ?( P
    闲话少叙,书归正传.4 u: u) W6 E  m: }! s

    " ]8 n* N- Q6 J5 P: j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.
    . W8 l4 f/ E+ ?" |; D) e9 ?' A6 X: |- `# w, m! l* y
    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. 4 V. m8 v% M: D/ T' ~  {

    6 m* v7 }( i6 L8 U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...)
    1 ~4 _+ d2 b6 i0 k
    6 L4 k  Z7 m/ R' O8 k2 w8 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.1 Q' i. e) s. X# N( O% C' ^: O

    4 b. j. p9 f# Ahttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg7 S% a& @4 i9 K' X
    / }9 g; \- p, d% m. [* w- `; ~2 ~3 w
    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.
    ' h5 }! E7 w+ i% r2 F- D# l8 Z. u! C" t0 J* X& ^1 z) z" J: X
    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...)( z: Z% I4 H' {1 ?

    1 F2 _$ @8 u- U; F. P6 g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
    4 小时前

    • 签到天数: 3132 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT: j, Q1 _  Y5 c- B) s! c" I

    1 Y  B) X7 O6 F$ K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: 3132 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
    1 小时前

    • 签到天数: 3219 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
    3 小时前

    • 签到天数: 1895 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
    ) P: N, p9 R1 @3 m) m8 o再教你一招，日记上一天再贴一回
    8 B  x3 T4 z- E6 ~
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    1 小时前

    • 签到天数: 3219 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 05:348 `7 q( V# v$ a. m+ U1 Y  W
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    5 J8 |4 y( s- X: ]& n3 L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: 3132 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
    " @  H' R1 h1 S- v. t两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    5 \3 |! g* H) D
    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。. K, ^- k# N* i0 w3 V  ?) D5 M+ |
    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
    * z6 t# k) r8 l" G/ ]7 O两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    3 q& d  m2 V( }+ _+ b
    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
    2 小时前

    • 签到天数: 2944 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
    6 c7 F; E: f& q4 n! d4 G
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49; t. r9 a1 a1 T- [0 Z
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
      p2 X5 ]' z5 J5 I- o! }, p3 X
    $ w7 H8 m+ I: k: ^' B* h% L
    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
    ' |2 b$ e2 o; N' [) j  \
    7 f& ~& M- b- s1 W3 I. o# w@huma: |1 g. k( E1 |9 `3 k2 x

    2 u) H: H+ ]; O* {7 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% h! ~$ `; [! Y( j: S
    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! Z" F- S2 [" d1 {

    . _# F) j& W; b0 Y9 }6 t1 `@huma

    " R/ n8 y% v+ n( Q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
      j2 ?) w9 Y; Y  T6 g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

    # O9 N; Y; x9 P# o  Z+ g, s1 T不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    3 小时前

    • 签到天数: 1895 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& z) X& l' X4 H' }0 m- D9 a3 Y) _
    不疼

    # b/ o! A( h+ [! c7 O" e1 u4 m鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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