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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
    15 小时前

    • 签到天数: 1646 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 @/ t! h& q! D' u, s3 e+ D

    & z% r1 Y: Y, I. O大家好.
    ; l5 i) x# v7 O) ~, E  |1 e# n3 k% _, K: p6 Q8 }( k
    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: K8 a+ }" \: T8 m

    / `% X/ p  O% I/ H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.
    5 r3 }7 n+ z- F# m) s% @- |3 l8 Y& D: D
    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 }$ W8 F. ]2 Y( R( [% X. Q& _
    1 o4 N5 D/ X% P6 Y9 J闲话少叙,书归正传.4 Q6 d+ R% @$ m* v5 S4 d0 j
    3 @( a7 d* x- I  N8 j6 Z) \) Z
    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.% i, U) F; Z5 `+ e5 F. b2 a7 I3 I1 p" B
    - Z9 `, v! P1 W
    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. 7 Z% m! a( u7 d. Q/ P. a& P

    & h/ ?* ^+ V! t1 v$ p% \4 K; w; @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...)
    : ]# U% l, w" k3 \, P* i4 e" P% ~0 M
    / Q" m/ P5 ~0 H* N8 g9 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.6 a) h8 M& Z& _. {

      T) J* G9 A. B1 M! h9 {https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg+ {0 K& L+ C* u8 {8 a' P
    + e4 d/ l3 |- s' @. F& W' F
    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.
    2 L5 j/ H6 W) V
    - q" q* D% y$ [2 Y; T# `7 p3 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...)
    4 m+ w8 m9 ]0 x. K- F& l/ H
    ) Q9 f  R, r. o$ L& b# H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
    17 小时前

    • 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
    , S2 s( [( B& s! K! o; {
    $ D3 c6 v* N3 j. |" l4 Q$ t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
    17 小时前

    • 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
    11 小时前

    • 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
    23 小时前

    • 签到天数: 2877 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
    15 小时前

    • 签到天数: 1646 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
    9 c& w: Z. t# Q) f7 h  K再教你一招，日记上一天再贴一回
    , R9 V2 k; K5 t" S' o( {" D/ V5 m3 ?
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    23 小时前

    • 签到天数: 2877 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 E. D( T' t: I/ L, i, _
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    ' j. x$ p' `" r: k3 Z- {' i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
    17 小时前

    • 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
    6 y; a) B/ K% ~5 H4 S两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    8 x9 y8 ^; |; n, r9 w$ v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
    22 小时前

    • 签到天数: 538 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。* `1 {, b; z: X
    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
    11 小时前

    • 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 07:46
    3 g  @/ v7 Z' s- a& Y6 E2 T两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    5 J% u$ S, {, ~4 l8 Q8 ]. X
    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
    慵懒
    23 小时前

    • 签到天数: 2590 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
    % }$ Y1 z7 Q" p' q
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49  i3 {. U, u+ `5 v
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    . N7 r- |( H/ v6 u

    * x5 p  O) m1 |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
      G2 D1 X& q/ S2 V4 i' |# b5 W" v* i9 {* V6 y) @3 a0 p
    @huma
    % k; K5 _$ M) w9 k0 o- M
    6 r7 t4 r+ c# 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
    $ {/ E; A3 m/ |' e* H: z- 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
    8 g; g2 J: {1 U( L3 t! o3 X8 ^4 ^0 H
    - W: G9 Q- c+ E# \7 w6 s7 }2 D@huma
    . u9 U" N; R8 d/ 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
    , k0 v% W1 T* W: I" T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 H7 T% \- r- K: I! b- M
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    15 小时前

    • 签到天数: 1646 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& v6 E. M3 k, ~! |
    不疼
    ( l; B, u3 C: r
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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