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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
    5 f0 ~$ r% ~5 u) B4 m9 M" C
    ; w! I& N  `- W/ `4 V1 S0 P大家好.: }4 D8 o  W" |! ~) U
    0 \6 D% v( W! A7 i' e4 X. o
    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.
    % T/ o5 j' a5 K' b& ~! w/ a
    " K6 t$ X# c9 L! v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.
    : x8 @6 }: A2 M0 g, e: @7 b0 c7 n  d/ i* ?' K7 C
    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.0 b( s% q2 C; W
    5 Z8 [: ~: J: t, z+ g2 Z
    闲话少叙,书归正传.' a8 I3 K% J" j) N9 h$ @  U# Q

    5 v& N5 I+ E/ r0 }* d# r# C7 t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.2 }' G+ D3 ]" H1 F/ y
    0 T/ ]+ v3 n, T. i
    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.
    - C4 @  Q/ i/ l' z
    : P2 M3 V' l& q5 V6 y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...)
    + N* ^* Y( }# N( y7 {3 K4 m* ^
    3 E  _, u6 _5 y' k$ R" e4 T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.
    " d; R; s/ y! a7 C) P# L8 D, o$ e, d1 k/ U2 W2 z5 ^
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg, }$ b* G% K% z; ^8 w6 Y
    % l3 T6 g' W- Q( Y
    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.1 D( @6 k# W0 n* P; I% N& {& C
    8 N9 j4 q, a0 k4 ]% X8 S
    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...)
    - F# ^. y; A* h8 f! l. h' w
    5 }3 A- Z) K, F: n  s- r# |/ A/ o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
    4 天前

    • 签到天数: 3496 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT( [$ ]' s5 m( Q" Y8 U

    ! ^0 \/ C' A# V1 ~) f- N& A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 天前

    • 签到天数: 3496 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
    前天 00:59

    • 签到天数: 3523 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- r. K4 p9 @$ R
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    1 O# e- f5 B9 y- e这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    前天 00:59

    • 签到天数: 3523 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 05:347 y* k. a" s2 N5 n6 b4 T
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    5 r, u  O, k* a) C, ?$ 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

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    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 天前

    • 签到天数: 3496 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
    ; O$ k. w! j% p+ G! \6 ?; R两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    : J, k/ R9 A& k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 20:45

    • 签到天数: 656 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。. ^  Q* S* v/ H# X2 z% q* g
    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. E5 }. ]& U3 P" m3 C1 W
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    . {# h7 k, U; @4 K) 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
    10 小时前

    • 签到天数: 3277 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
    + k" u1 u; J- |( W0 O
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    1 M; n* U: q+ s( u木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    ; x. T: C4 J* w4 r+ o$ B( L. N
    * x# t: C4 b/ f% Z; b/ v3 G
    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; Q# s7 b, z& k% m8 `- N

    ' G2 r$ ]( C# n4 a% _@huma; z% j4 D# j3 g0 }1 }5 W

    " p: b' I; |% 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
    & m, k* Z* w5 i  ~7 X* d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
    ; @" \5 M8 e* C  z' R) U, W1 B
    1 e. f5 k  x* j( G@huma
    ' p3 u1 i( m: T9 l( Y: Z
    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
    2 p* S. X& K. m/ ~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 w0 ?5 O. }5 m8 Z$ D: @1 M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
    ) \1 c: p3 R( O/ C1 b不疼
    : n8 J% R. b# Q5 q1 _
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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