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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
    19 小时前

    • 签到天数: 1645 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 1 {* ^; B9 _! v( g
    / v: a. z7 M% m" S: H3 u3 K: E
    大家好.# @2 G/ n% \7 A  l3 [& p3 \

    $ s" c" S- I" {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.8 L' d- H3 p5 y
    8 q4 V) v- @/ B; g1 [9 f& J
    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.9 }8 G9 S; E9 w4 J; b: G% \1 H

    4 ~4 u- Z0 N5 f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.
    3 o$ U5 |; L8 T2 t0 d9 Q% m. M/ F3 y5 ~3 y
    闲话少叙,书归正传.1 A/ e6 }/ ?6 @: t! T. a" `9 v

    ! _! N/ l, y5 T6 S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 o: Q# z4 c* p1 p

    % W- |- q9 |0 z+ E9 D6 M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. # [' ~5 |; j9 s# j1 Z+ o
    ; }* s0 ~7 G  P; b
    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...)6 O' j) n0 H9 R* ~1 `
    % z( N& a! b9 @4 |% c8 P  F
    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.% y6 Q9 B! o  d$ Z8 F
    ' o$ Z, ~- Z0 }. G) ~0 h; a& `
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg, j9 O: I$ q% h' t/ V
    4 t5 T% o' j. P
    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.9 C5 U1 w1 v6 k9 h3 T3 w

    ) n# l5 W/ i2 j* F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...)/ ]) z8 ?; b- T! Y* F' V

    0 o% g0 L/ Q0 `' \) ?  z" l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
    昨天 05:44

    • 签到天数: 2773 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT; R4 u& e3 N. t# l7 o' w* o3 n% L7 b
    ' z7 P, C! `3 s( n
    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 05:44

    • 签到天数: 2773 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
    2024-3-20 11:55

    • 签到天数: 2152 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
    无聊
    19 小时前

    • 签到天数: 2876 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
    19 小时前

    • 签到天数: 1645 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 04:258 c  \; D; h+ I) d
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    5 K' T* I: M- L% k3 _  Z$ i这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    无聊
    19 小时前

    • 签到天数: 2876 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
    - J- ?9 ^9 ]9 m( [这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    : ?& U& w9 P$ r9 y  t) h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 05:44

    • 签到天数: 2773 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
    6 X0 F( u# D# Q4 ~( L$ i3 F7 l两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    3 a2 J( [+ ^1 O- a# }( o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
    前天 03:13

    • 签到天数: 537 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。8 I0 E+ l. Y8 U7 z+ f+ V8 R
    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
    2024-3-20 11:55

    • 签到天数: 2152 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$ T  |7 i. T; y0 W& L2 x
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ) L& G+ G( l* j# {  ^2 e3 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
    19 小时前

    • 签到天数: 2589 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
    " o. h+ ^; e+ u# A- J
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:494 ]0 q9 U6 {" ]4 k; K
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    , [6 S; R3 U3 R  ]+ M) g# ?) l4 u- l- 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
    7 Y5 F0 e! O1 x4 W$ p3 Y3 z% Y* U5 \9 F9 \. n
    @huma
    $ I/ U4 m4 l2 v* F6 i- d9 H+ H; X- }
    @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
    * u0 i& g! p" X" G& K' [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 \$ X* w& m5 r4 h6 |# |
    # x0 e# b" e+ r
    @huma

    / F4 {! Y$ ^; X- ~' v+ }  |8 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 12:09
    ) Y! o0 V. ^; O4 `% G/ k/ T0 U6 n! c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

    $ R& W( _3 e; Y+ v' |不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    19 小时前

    • 签到天数: 1645 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 01:110 S4 U* J$ @$ ]1 Y, X  i
    不疼
    ! Y6 {: I. a% C) l+ q( d
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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