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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
    7 r" Y4 i* R5 K6 d+ W
    - [+ g: N# p5 u, f: {( r- E: \6 ~大家好.% G7 ^' p3 x2 ?. J% s+ Z$ \; k
    + e; R# `1 z& R
    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.
    : C$ ?4 @+ ~% {$ c8 i( C* o
    $ U8 P+ t7 {6 f" ~  a2 A( 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./ s0 M( _# r, z1 O5 L4 x: c, E

    $ O- `# }. A$ b) N$ k7 o/ K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.
    . q( W$ N6 G8 A; S% L9 I& R. Y' {. f9 ^4 D  l, Q! P7 U
    闲话少叙,书归正传.
    . Q9 N) f2 O7 }" I
    , t9 N6 t! M- Q$ X. T3 C+ f3 C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.- `. ^  q  [1 t3 |

    5 ?: G. ^1 t9 i3 q7 k. d9 v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. & j4 O3 T" \% r* a! e0 R5 P) n  f% j
    ( n( l+ ~7 k8 f& A" F6 ^& Q5 `
    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...)
    $ f2 K7 t! F  X; B/ N" T! ~6 Q4 T% @+ M4 J! w
    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.& W+ D+ H3 E/ r1 [: T/ @- h
    ( _6 D; F: n/ b
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    - a- r: T: A' A: X+ l/ a
    : Q$ S' v. C* v1 c$ t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.& G; N9 e: q  K1 x
    / N1 A" s8 ?3 Q* Y
    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...)2 `4 `" t9 z1 z7 V& }: a
    * H5 p% q7 l( w6 C
    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 08:34

    • 签到天数: 3572 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    6 X/ u4 ~7 L/ X4 ^1 [+ [( x* _
    3 N) i9 e7 p+ K- G$ e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 08:34

    • 签到天数: 3572 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
    2026-10-2 19:49

    • 签到天数: 3556 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
    # w+ |8 h& N5 `3 ?/ j8 |6 v再教你一招，日记上一天再贴一回
    ! n0 }; t% Z& [3 N
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-10-2 19:49

    • 签到天数: 3556 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- z1 d7 n( J- o) B. [5 i
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    0 r- @0 s2 i/ l4 y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
    昨天 08:34

    • 签到天数: 3572 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 U2 E( H3 e4 {3 l0 [! R
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    + t) v" Q0 e& h, n3 p0 n$ n  c/ `
    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
    慵懒
    3 天前

    • 签到天数: 672 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。0 H9 i& V6 k7 F6 R( }; z
    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
    4 S- Z( _/ P7 E: J' H两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    2 h; l+ `  g( _' d0 h
    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
    擦汗
    前天 02:51

    • 签到天数: 3355 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 : }0 L, R5 s* n3 ]- n
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49# ~: [7 R" g( E
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    $ o( F6 F! ]$ f. B  P9 b; o
      B! Y& g) n$ t3 H7 z: F  G% r& _
    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& U0 z! x% W- D1 F! K1 e
    ' b  i- g# z" [5 W
    @huma5 l/ l( ^# {, n8 `1 }) G; `
    * X( r! s* V% e
    @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 11:371 p9 `7 p  o' y/ b% B* r
    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' |, ?8 x5 m' x+ B- ?+ g* D
    4 Z& Z( E3 ]$ a/ @# f
    @huma
    4 Q4 W  u' K# f7 w8 E3 V
    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
    * |" g: u. t; W4 t% @0 j( m0 \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

    * G( [) y. H; q  z+ 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 01:115 B& j% W9 R  M9 b
    不疼
    5 \+ J! ^. H2 z. b2 V  w
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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