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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 " g; m. I* D/ {8 n8 D
      f% V, i8 k. T" J+ I% D. x
    大家好.3 s  t# V4 C; H6 t

    6 H0 y; C8 f! |8 R) U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.
    0 o- D4 n* {& Z6 X3 U
      K& t' S7 x# Z- G; w# d# G2 @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.
    9 }/ L3 s" G5 h4 V
    , A7 N0 X2 ]: p2 i7 S! }# G. [. P9 _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.
    . Z. {, G2 N  h% X5 w
    $ e) o4 b9 y+ e; R闲话少叙,书归正传., h9 U( N* w6 S! z" T

    . F6 j! o* M' ^+ Q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 e2 t1 W( u4 g5 K
    / d8 ^# g- 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. & I6 V1 n3 T- z) I: z

    6 B' s1 R9 B6 b/ E1 d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...)
    7 ]% \. d- O6 h- i$ O) A4 V- t9 [$ R$ G+ |$ o" t1 b
    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.9 M0 E3 t1 S( }* G
    1 ?+ |. i$ M7 Q
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    " Y0 M; i5 `2 J8 u' R
    + i- G1 c9 v5 ~, X% P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.
    ; e. G/ }$ J+ L1 }
    % O' f; T' R% l3 k1 a1 X, `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...)
    0 [5 O3 z9 h9 P+ N( K  n/ B
    , @: o( E5 x/ T6 b9 w+ \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
    昨天 00:03

    • 签到天数: 3534 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT6 G1 F& c9 {" Y% v, T
    ) U% O; S& D8 S" Y' e/ k) V
    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 00:03

    • 签到天数: 3534 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
    8 小时前

    • 签到天数: 3547 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
    ! E# R, d4 S/ M再教你一招，日记上一天再贴一回
    1 g. D- q1 ], z: f% T, L
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前

    • 签到天数: 3547 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% L& P) ^! x1 z& H. `/ j. A4 O
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    2 N; P8 O  x/ y3 a
    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
    昨天 00:03

    • 签到天数: 3534 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 07:465 K  C$ |- x' y8 }1 v7 k5 v
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    6 b# Q6 \% L1 X0 J9 i( f: G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
    昨天 11:14

    • 签到天数: 663 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。7 ^. H) g, Q# R" m
    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/ y6 b4 {: B, x
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    4 O* \7 D0 G6 Y
    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
    6 小时前

    • 签到天数: 3316 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
    / d6 a3 U# [4 I# k; W+ M
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    + _0 ~" M% q9 }8 |* F0 z5 l木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    5 g2 n' h, A( d% o% h4 i
    ' O+ k! t; _4 Y( S0 X# G
    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 l$ o4 \1 ]2 U: R+ j+ Q
    ; r. \+ ~: H" c
    @huma
    + B! a) i" I; @4 n
    3 n, E3 {+ _$ G+ A0 M) i@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 11:371 _0 j' f) @& D# L' G! 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
    7 e! L6 u0 S  |& p8 M4 i" I5 _# k8 p5 }) X
    @huma

    * K- Y9 b' K1 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
    2 Q; Z/ R- Y$ @% [/ K. ~  V' u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

    ' ^! C8 g3 Y6 A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
    5 a0 C* B  d4 H! k8 M! {! E不疼
    ( m# c# ?3 ~2 a$ C0 V% M; {
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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