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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
    0 F1 h; L  Z( T9 z: C& E7 k1 M! @' G) ~& R# b9 Q! Q
    大家好.
    ) v2 e$ A  j8 c1 X, Z( u5 [1 g2 g1 T, f5 @' ], ?2 Z
    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.9 O4 E3 v- [: T! I- r( }
    ( m9 q( s( o/ E- `% L8 d6 k( @! n. S
    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.4 O  k& e* v$ f

    5 h3 R8 `9 Z1 S' E2 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.
    6 {2 V6 H8 M# O, g! K5 N* T" V" I% i$ [' \% P& W
    闲话少叙,书归正传.
    5 O2 I5 ?! s- D
    7 @7 O  `- ^4 K$ o. I- A6 Y1 r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.
    9 I* E4 R0 k+ Y! ~/ D3 L" N
    . Z4 A; r! o' q7 ]& g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. $ w) d& A4 S2 y6 x( D

    8 e: z, r% S# `3 H( a- |, J6 A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...)
    2 z8 k! `4 N1 B" {1 O3 Y9 _
    ! [# L" M# X; {5 `+ E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.; e9 f* q: `2 c
    ; _7 M0 \/ g' m, w. n* I3 ]
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg) J0 N: A1 x: Y) B: G) Y2 b) _

    / v! u5 I5 C! }& z6 ]0 Q3 O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.
    % L$ Z- M5 Q( U' o. e
    2 f6 e8 z+ D& V) O9 J$ a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...)
    " j8 ~& H+ p; R3 |# b
    * a! W7 ~; {: e; `( T; }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
    15 小时前

    • 签到天数: 3458 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ! V/ Z) U$ y5 Q; N  ^7 v% b5 b3 D5 F& {# {( D
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 3458 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
    郁闷
    15 小时前

    • 签到天数: 3474 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& C7 L( h. B1 q: G
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    4 h, ?: n6 ?' _/ L- X" t
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    郁闷
    15 小时前

    • 签到天数: 3474 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 05:342 e8 j' V( e7 N+ ^: K
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    ( @, I$ N. r& @2 r8 h
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 3458 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
    , Z) q" a2 N+ |7 I两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    1 ^5 B; N! e  ^' ~4 e9 k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 23:11

    • 签到天数: 639 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。  C- c& \* `7 P# }! H$ y
    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 07:469 P2 f0 ~* a: @8 T
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    7 p5 w2 P) e" h# G8 i$ e9 S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
    14 小时前

    • 签到天数: 3251 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 W7 W" l9 G$ S2 V  c/ k
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:496 |" ^5 i! q9 J7 x; X
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    4 N4 K; {' y- ]# k3 X- I% Q
    - z. P7 D6 V* S% E" |% j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
    , q" g" }" c7 ?+ j+ n: {4 M# a( @$ Q
    @huma- `4 O" `0 y6 u( c0 x+ [$ ^

    3 M0 l! o; L, b4 E+ Q' t, }@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
    0 `1 X2 e% M8 _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) b- U: v7 m: j) w
    . p, w' D# a- d) u+ d& z2 y
    @huma

    & C0 A8 H1 N( [4 V# W/ U+ 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
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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
    + q5 L2 k! N: j! X  t' j9 W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
    % C) z. U% w/ t' |
    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 01:114 \- N& T8 s. F. k' M& V7 N* e5 ?
    不疼

    5 V' C6 e, d+ C) k1 Z9 T3 U鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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