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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
    16 小时前

    • 签到天数: 1647 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 . ]2 i$ W3 l" z
    # P0 @; G8 A. H0 b2 O& o+ K
    大家好.
    ! n9 H, t; a" z, Z, N8 \
    : q, D" ]  c5 z% f3 u) E5 u+ x( 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.3 V8 }, x7 _) ?4 J$ \  s

    ! W9 I) L+ \$ q5 N# m& G# ~  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.
    : t# ^( w, Z2 ~) E# i# q
    / f* V" b9 ]0 N# y: h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.7 E& e$ a/ V+ q, t- k
    " x2 H9 V( O8 j; M. V! _+ d  y$ X9 H8 [7 q
    闲话少叙,书归正传.
    & I) _5 U# S, S( G7 I: J2 O
    8 ]( M# H& q7 ?  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.* |) H- i9 d6 o- E6 N
    " Y: @# T; X" F# E; x1 A
    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.
    ' f9 j& `4 m& _9 w$ E" Y  x
    " ^" K- x: J( o( E  {8 p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...)
    ! |- {) G, S1 M5 m! o. d
    / ~) y% I4 g+ T  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.; f/ E' {% ^7 J1 @7 x$ A3 g' w
    8 n! |7 ]5 j& |% i( g; w( s2 I
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    3 A; u9 b. k7 ?& @
    8 Y8 x5 A  R! }6 Y5 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.
    9 e3 O9 Q, |; [; l6 l! }/ U4 o9 `
    ( A& R- O" G3 \* i0 u7 s0 E2 z0 u9 b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...)% m9 }( R0 G" H
    4 K4 L8 v: x5 x$ }1 M" @
    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 05:45

    • 签到天数: 2775 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT: ]4 I/ i5 P; W0 R: q) i
      a% E. r* t6 ]- 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
    昨天 05:45

    • 签到天数: 2775 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
    昨天 12:15

    • 签到天数: 2153 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
    15 小时前

    • 签到天数: 2878 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
    16 小时前

    • 签到天数: 1647 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
    / H' I9 P% {# c6 T: c' V再教你一招，日记上一天再贴一回

    7 r2 ~7 S7 Y; F" J- x' u9 f1 T这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    15 小时前

    • 签到天数: 2878 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
    2 W1 O$ a6 l( l& ?这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    & G4 D5 z! d& n5 Y# R5 L
    没有，大家会鼓励你的

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    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
    昨天 05:45

    • 签到天数: 2775 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
    ; g0 o" G3 i" ^+ Z5 d# Q* h+ S$ s两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ; V& A' j8 N' K( 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
    15 小时前

    • 签到天数: 539 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。$ P( p4 r& e3 s/ B4 L7 j& 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
    昨天 12:15

    • 签到天数: 2153 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 07:468 ]( O, D: F1 G4 z( i  n5 O0 m
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    / r. D& U# G# ~- {7 z1 |3 Z: 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
    怒
    18 小时前

    • 签到天数: 2591 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
    3 y9 C  A. E: g/ R9 U3 ]. ~( ^% B
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:495 {; t! {* @# u
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    4 q' v% z  `& N; N4 B7 C; y$ Y
    3 }" _& r0 O% U$ E+ g+ G3 M, q$ 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
    / A2 t( q! X0 @& {% s, v, F/ k; K6 E6 A( o' R+ Y: r0 v; `" @' \
    @huma' N% a9 H1 S- Y' m* q

    ) m( I: ^" m/ N6 z( [@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
    " ]& @5 x1 u# K2 }% Z& 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( Y6 n* g6 [% {+ y' X

    ( O, i8 q/ V% B' `  ]% E2 B5 J/ |' s! J@huma

    * D6 Z' j9 y/ f, S7 k/ ~2 }* K3 a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
    3 e, n+ K  d* 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
    9 S- s. P, d0 K+ r( R6 c4 A
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前

    • 签到天数: 1647 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/ c, |0 G9 z( }2 U8 L4 P8 `
    不疼

    9 n( O6 E. ^! I7 s  u鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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