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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
    衰
    17 小时前

    • 签到天数: 1757 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 * e# e( @, _+ Q" A
    4 S" U( H% s. F8 M5 Z
    大家好.
    ! i- F, Z- z+ b6 O7 t  {' k8 J, @$ F0 v- K& E
    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.
    & Q; Y9 W  {! w- W' r' a2 F2 G; |2 K& V& p
    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.6 T0 \% }8 r5 _% k
    ; m( v, _/ h; h) r
    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 ?4 u3 |4 W5 W5 L: L! q. ?4 _$ A! s' O8 A$ d$ ^0 y+ R
    闲话少叙,书归正传.
    * _1 a1 A( u( ^( T: _5 l# ]
    ! Y5 Y: j9 B( S0 Z) t0 k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.* P& g/ r& I( W; v' p1 c
    ) ~- z, a; {5 E9 C- U/ h
    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.
    * y6 g  @$ e; n" T1 C; h9 M# Z2 d. G3 s" T
    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...)
    & g3 W6 m7 j* n; M( L
    ; h+ m. |, X) d3 ]' o$ b1 [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.8 R( g  K; [+ T% X/ J

    6 T* f/ z3 R6 ~& I- Khttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    5 Y- O+ P2 N9 R& J
    " h0 G: `: s# {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.4 Z9 @6 \% b9 i9 D3 w# ?
    * j7 G6 a( O8 m3 Z# P+ w& K- A( 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...)$ S$ d# {/ o6 }8 \+ W5 H% b5 g& [

    9 e0 \, ^" x* G/ p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: 2987 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    # m& {6 B5 R0 t' p
    $ `' a! Y$ V# A1 j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: 2987 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
    17 小时前

    • 签到天数: 3079 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
    衰
    17 小时前

    • 签到天数: 1757 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; s( Y: p/ @. d) G4 M5 h
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    7 ^: Q: N1 [* W/ N6 m& }/ J
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    17 小时前

    • 签到天数: 3079 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 05:341 O: \: y: i( n4 [; `
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    $ Q9 N) m4 }- a$ N
    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: 2987 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
    ! }! R  F" [9 d& \5 o2 k$ t1 Q' i两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ' R, a% M1 K2 V3 r0 z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
    3 天前

    • 签到天数: 587 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。
    9 S4 o1 M( r! K  S  D% P: b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 07:464 |- \3 i# Y# f& f  |
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    % c4 x! L8 |: 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
    奋斗
    17 小时前

    • 签到天数: 2797 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
    : t9 n" t0 W( X4 }* c: K
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49$ l8 u1 I! b4 J
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    : `# O2 J- X, z1 U

    7 e, e2 {# R# Y' N: f% f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1 Z, U& G1 B9 \

    1 a! k  D/ O, b$ V; K, T4 D@huma* j# R% H6 n2 l3 O

    : L# @, j9 q, y, n0 a1 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/ Z7 a& U$ d0 z0 C
    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
    4 u) a2 t+ L% o! q' p- w3 V
    3 v4 Y9 o( G, j( j+ v@huma
    ' m- L: B- L0 X: A$ q, C4 [- `
    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; N* U- m* x: l5 o
    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

    ! D' Y( _' o9 @不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    衰
    17 小时前

    • 签到天数: 1757 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! ]3 B$ Y/ }0 k7 b6 n6 _
    不疼

    8 G% w. k7 q) F. I' z: W$ G鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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