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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
    衰
    2025-7-28 23:17

    • 签到天数: 1935 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 7 \5 t, ^7 Q6 A( f, y

    9 e9 a: ]) w( c& I0 h' |( J大家好.! N; L- j& m" V2 {, b
    $ Q& H/ V9 G, c0 O, [" [8 S5 B+ r  j
    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.
    7 b' |4 P1 ^) @) p# j7 |+ [  w) F1 L7 K$ j
    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 I6 L3 C! r5 i
    - v9 I( K1 w" \. P7 ^% ]
    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.
    ; t# F2 T( b& t3 {7 t/ C$ L2 o* X$ P* n% x
    闲话少叙,书归正传.* v1 b; v& t7 p* h6 S- m

    9 n! R% c' S* M& D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.( `" P7 N" m+ s$ U

    ) W8 a5 U) i* w! T  e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.
    2 m4 U' }/ n/ r6 K5 z( Y! m: y# ]* f, i3 Q6 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...); H- V' U' U5 m% A/ M, p4 w4 Y% s

    " ]' b8 a! q9 ~2 X( q( D1 d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.
    / G7 |, {  f/ {1 L* q
    4 j# q8 W7 X! [0 b$ V9 |7 m, ?https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg/ V* q) b' l+ i: d
    4 D0 D* U! E- z. v
    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 }! B9 \* p& C
    ) t" z% C5 z; ?0 E1 d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...)
    2 D! [9 S3 p5 o8 l) w1 j3 I* `* P& Z! [
    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
    前天 22:15

    • 签到天数: 3210 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT4 d/ m8 J* n+ Y

    , S3 w& |. g4 U5 I' c+ l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
    前天 22:15

    • 签到天数: 3210 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
    昨天 00:24

    • 签到天数: 3307 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
    衰
    2025-7-28 23:17

    • 签到天数: 1935 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
      n7 `2 o$ H5 J% _8 a+ \. K再教你一招，日记上一天再贴一回

    " i4 r2 y" o' ^1 r7 T3 s这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 00:24

    • 签到天数: 3307 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" @* `% w" d5 X3 X
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    3 a9 I- W( R4 i$ {$ W: w
    没有，大家会鼓励你的

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    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
    前天 22:15

    • 签到天数: 3210 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$ a) G5 [8 e- w" |' K
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    4 g' n& A9 d4 s  B
    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
    2025-7-9 10:55

    • 签到天数: 604 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。, h$ W' W  v& i7 I# o( V7 u
    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
    * f8 e# b  A4 g" r! t两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ! K$ a: m$ E: D3 {9 T$ [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
    无聊
    2 小时前

    • 签到天数: 2993 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
    * u+ B& y+ i4 y
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ; J8 n1 E2 T- X6 _2 U0 ^: p8 c木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    + n/ B, H; s; I/ n$ |* N8 s

    ( m; E8 w2 C$ n9 L' T+ I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 C( A; q3 p) [& C: w' X9 ^* S/ [7 Z, w* ]1 A' D! _
    @huma
    5 v8 ^% N7 `) p. M8 T: I( R/ |. L: w& {( ]' g7 \' c$ e
    @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 `. b5 E1 x, m9 l  z4 J3 p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
    # s+ o& e- i6 W3 ]/ `
    + z6 f% @! ?% ^- c  H$ ^- U" j@huma
    + E. K" H' M* X. _) O
    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 12:095 ^0 X( m2 Q: `) @, 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
    $ c3 y4 D& S# r' e0 B3 f
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    衰
    2025-7-28 23:17

    • 签到天数: 1935 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 J( x& g5 N& y/ x不疼
      a! j) h2 j6 u7 j
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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