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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
    ( x+ f6 h4 J6 d  _* p& U6 A+ V) e3 G3 ^% a1 [2 ?+ s
    大家好.
    9 b$ O  V" Q9 b% ]% O/ W
    - i; K, H( s$ [4 s* N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., j) j, y" @: N( Y
    7 z' I; q3 b2 I! ~. q. l1 y
    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.
    0 d! Z  R/ q. X( A: x1 g0 [  g
    ) S: p2 z+ n- _: |& 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./ l; h1 \5 m/ X, P& G
    : e* i, U9 ]8 s' p# V! G# L3 x- J
    闲话少叙,书归正传.9 x7 j5 b; q$ g& N& e
    5 K- f& [+ ^2 a/ O1 h
    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 H3 L' a* d2 ?: S: C
    4 j; Y9 l0 {7 a, l
    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.
    1 p2 s; a; r) |  K( s$ U, g* O4 C3 D& o4 f6 U
    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...)
    : [. m* M" ~2 X% ~& @9 [3 B! \7 `* r! }/ h' V0 l
    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.& q. ^1 n; l" Q/ C4 b
    # R; @$ k9 @* V* a
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg3 ^! E: T  ^$ g* m, P7 X
    - r9 `& t5 U; F, t9 y, n# X
    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.& u9 j, h* F3 C3 B4 H. \* k& G

    7 X* \/ B0 x/ Y6 }! @5 u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...)5 F. b8 n% _5 q1 S% i  `$ q
    + Y, [4 P% ^7 f- [4 _% K. E
    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
    昨天 10:05

    • 签到天数: 3421 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    " K7 r$ B' z) ^3 m, B) Q4 w0 J
    - R" Q( ]+ a6 Y: a' D: Q) [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 10:05

    • 签到天数: 3421 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
    慵懒
    前天 00:10

    • 签到天数: 3443 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
    6 R/ [9 g( c' A: r: Z再教你一招，日记上一天再贴一回

    # v- B( O! ^5 D3 X这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    前天 00:10

    • 签到天数: 3443 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
    / I# c4 ^- q5 l这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    ( X) U" @+ E, C% x. s; C8 F
    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 10:05

    • 签到天数: 3421 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: K+ ?2 f3 ^5 H: j
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ! e9 R  ^+ R, j* w
    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 10:44

    • 签到天数: 628 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 P) d9 n& ~/ z8 }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
    3 E- J- k# W  k4 G: y: E# @- `7 s两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    4 e8 {! d- A$ J- ~& L, _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
    昨天 01:09

    • 签到天数: 3210 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
    ; \; \/ u0 ?* q+ q) d* l
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49( \! g1 D8 T. L' u$ u3 ]
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    9 Y0 R$ u1 o5 O/ t4 |
    6 F- Y" d( i$ 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
    ' i: Y5 @8 H2 a
    " U: E( N- C: g! e9 {9 H( [2 k  O@huma' U0 H0 P7 i7 A# {- V8 M% t$ |! o
    3 \% L& N/ g; w% E8 @1 [: r
    @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( N4 k8 ^( c, Q1 O5 s
    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
    9 n( e8 ]% j- |9 C* H! g0 J, m
    $ K, w0 h( f4 p( ?@huma

    9 `& }; z( D4 Z. X2 g2 _6 ^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, \# O& @4 G. [
    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

    5 g7 k  b4 f6 n- |% F9 x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 01:11
    + ?/ k( w& s; d* J7 I3 x1 m不疼
    8 p* ^. \8 c% a) B
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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