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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
    : i' ]% }" E) U5 |: i, I5 m8 m! B5 }# e# C4 O& i, i+ o! d
    大家好.
    & c6 t& O% Z- n, k, }. E# m2 f$ E$ ]% F( \$ m
    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.
    ( `2 v8 Z6 D8 J# ?
    & h; ]8 b7 I+ r% Y7 A4 x' ^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.
    ; t, c- G5 W# w2 m5 @
    * }; D! j3 R4 h* x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 D& f2 q) @7 y. W* A/ Z
    + R4 u  u$ {! H! X0 m
    闲话少叙,书归正传.
    0 j" T) @3 v. J
    3 O: W. z& v% 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.$ B% @* M& p$ _& Y
    2 w5 ^4 a! B) y9 |' 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. 1 ]! W, V! t" t) i3 h. u7 Z

    3 ?' G; r  U6 Q- a+ s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...)
    5 p9 L1 C6 D- B# R, M! I
    2 x, I* o& D! {& d8 C) 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.0 Y4 ^( y. U* r9 t7 r$ Z5 d% u
    * Q6 `* i& E3 n+ ]; U; _
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    - \& c. b7 i! B- o7 J1 B2 Q( t0 G0 o# `1 F5 m) }5 u6 q5 }
    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.# \9 M0 z& G' K" B8 d+ s

    ( c$ q2 d" t, p' C/ N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...)
    3 U- f$ L4 w8 m% ~% z* Z0 u6 h" Y" P( q2 k- {. 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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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

    • 签到天数: 3514 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ' f+ q" f/ t2 H
    7 N; b" N6 ~: H) O1 m; Z$ a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
    10 小时前

    • 签到天数: 3514 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
    昨天 01:21

    • 签到天数: 3533 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 04:257 Z" k2 V# T5 ], y) r8 ~- n4 a, c
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    " d" N% G; M/ Z) ?
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 01:21

    • 签到天数: 3533 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 05:348 Z& @# O( Y/ t( N4 e% h
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    2 B7 R4 b$ ^- d; ~& n# X$ t+ @$ U
    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
    10 小时前

    • 签到天数: 3514 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 07:468 w& a0 }+ M0 o: G  E" a" ~
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
      @; m/ u$ t1 u5 s* C" ~1 d5 M- l
    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
    2026-8-3 06:41

    • 签到天数: 660 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。
    : U$ ~, v( l6 Z1 A0 S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 07:463 U$ @8 L9 k- `$ a5 V
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    7 L/ N4 A. w, q- k0 E% a
    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
    郁闷
    19 小时前

    • 签到天数: 3296 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
    / b3 m8 c1 u. J8 P$ {6 k2 q
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    8 B/ M) f" G, ?4 ]- S( E  x/ \% G木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    2 g) \* {; U+ W" q( R( m

    5 i- {2 ~: r7 @0 Q; `! Q# \. @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, g; Y, u+ T1 \6 S% m7 @
    1 o$ n$ U6 Y9 x- U; U
    @huma4 X" l2 D: M: V5 i$ f, ^# V# R" l
    5 e6 ]3 [/ c$ X* A5 C/ 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) M. E1 n  q% F8 q! a2 H8 M
    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! l; \* w, a3 n$ Y0 ~

    # Y2 `1 i  G6 z% W@huma
    # n7 e7 x6 W& n: c& B" 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
    1 s2 e* w6 Y/ t, U' a+ O3 ~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

    , ^) s$ D2 {$ E4 n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
    4 C3 H- X% G+ x  ?! K' n) }不疼

    1 n* i. s* O$ M: z9 c+ i# c. X鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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