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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: 1686 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
    , |" [# b  v" L9 a. R  n
    6 r! B0 C+ V( ~4 O+ t大家好.- H  s$ e! I# o0 o$ F0 G  m$ P3 Y+ N
    ; A) C6 `; m5 ~6 y" a' |. p
    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.
    - Q3 ?) p9 \3 z2 x+ N1 {; b
    3 _7 G/ }. m  O: B+ 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.& O6 c1 j& o! r
    : x4 \3 f) s5 d) x6 m" 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.
    6 Y7 i9 k3 A, W9 c' C- J) T5 G9 n3 h+ m
    闲话少叙,书归正传.
    ) l9 k' h% Q9 o1 i% p
    1 I$ y% f8 t4 t+ K8 @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.% F! c' {* x& t+ v- P6 q7 U1 N3 W

    0 k( q/ i0 p( ]+ G9 l. A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.
    + c. A: g! U4 `9 ~) \' |7 r/ R! p" k2 C$ S6 R  H' H
    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& d% i3 a$ c7 a+ H$ G4 r
    9 E+ G1 O" _. N& k5 l0 d1 y3 _
    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.
    " X- S- @7 e9 c* @: d8 x) w8 q/ D: }2 L2 ^6 {
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    - B8 G& b- {( R& M: c0 n; |, V* R0 ^$ U* W0 P7 s' q/ |3 a
    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.
    5 s: j8 T, H0 x8 |  d
    ) L% J1 z5 D6 B8 P0 }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...)
    & {  w4 d- d4 c0 I6 i$ q( ]; Q: F3 g3 p
    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 02:25

    • 签到天数: 2813 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    $ w2 G, U7 j7 g9 h  O6 g, W9 n2 H' X$ t/ z3 S$ \: b- ^# M! \
    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 02:25

    • 签到天数: 2813 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
    2024-5-27 23:07

    • 签到天数: 2154 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 00:01

    • 签到天数: 2920 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: 1686 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
    2 x0 j3 F$ J) ^再教你一招，日记上一天再贴一回

    1 S- Q/ l; j9 j: J% a5 o/ v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 00:01

    • 签到天数: 2920 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
    1 e* S0 [9 a! C) v这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    8 j/ I) m3 g0 l! _6 g
    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 02:25

    • 签到天数: 2813 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
    1 A7 D6 I5 P$ x) w9 |9 \两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    9 l* r5 h4 x8 g9 _5 p* |+ O/ B9 k/ t0 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
    2024-6-10 12:36

    • 签到天数: 547 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。
      Z2 R5 z" X: {# o, O5 D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
    2024-5-27 23:07

    • 签到天数: 2154 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  Y; Q$ I4 n+ i5 z8 c. \+ j; }
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    8 l' T! V0 g9 K5 D9 j* k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
    怒
    17 小时前

    • 签到天数: 2605 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 5 {  D2 F7 @0 i4 e# }6 @7 C+ e' p
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ) \" ]; ]. m' v1 w3 F1 w4 i$ n木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    3 h  Q6 C% L! G# p

    4 N6 D3 c. [+ w2 y" X' 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 ]6 k1 y+ h+ J( v
    " I& a( H8 c' ?+ k! @% l@huma
    $ d/ k5 n( z; g/ [1 H" m1 J9 ~# ]4 g1 O9 G
    @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
    4 F  O, F; T8 u/ ^* h4 u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3 Z& z0 @7 E: i
    8 y4 S, r7 Y; p7 G' p- k" j
    @huma
    - a" Z. u. X: ~8 r, ^; p5 B3 ~1 H
    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; z# V* R$ U0 h6 g4 \' G3 M; w. v" e
    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
    ' p1 ?- P6 }! ~5 v' l( ]
    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: 1686 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
    . ~) D; v3 @, V3 `  V# e% u( _不疼
    * F0 Q+ R# h( q0 F  t1 Y
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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