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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
    3 天前

    • 签到天数: 1947 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
    1 E! T/ d9 B% x1 _$ O
    9 X, U5 [9 |4 Q1 r/ @( I- X大家好.- R; e3 f) F9 R) n

    - ^, v3 y% j5 V* S  E+ 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.
    3 X; z, R+ [6 |3 f5 G( b+ U8 b& o, C6 v& o* P
    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.5 F  ]# N& {% F) u$ \' K5 S2 M
    8 a- E/ _+ w! b# s' I; a& i" J
    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.
    ! |' s8 c3 F- Y, v. H
      V4 i5 n: U# R8 M闲话少叙,书归正传.
    ! o  X( ?" D/ B3 i& y; L# Z% d8 @( U' y: A
    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: i0 d3 e# h) n, ~0 O6 t& _  u7 }8 W# Y8 ]9 s" `7 c' A) I$ s
    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.
    0 S9 i1 x: q, m) O  _4 H5 V$ P( Q- O  E" o3 f4 i3 p+ y
    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...)3 i0 D/ c9 S! I7 z: Y6 S3 n+ q" _+ k  M

    ; d% R, ~+ j9 `/ G( |! V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.3 |9 J. k8 T1 K8 R% [# L  j1 r

    / g+ ?6 p9 }5 K, U5 y4 h' @https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg# w* P' \* U" J& V5 z
    + P+ {* s+ z0 `5 _
    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.* b7 l* s% A+ t% a& q6 X4 Y
    9 n/ I( A: b% I3 j; I
    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...)
    : z7 v8 J) a1 N
    ' `1 E# c$ c9 c" ]. R1 e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
    20 小时前

    • 签到天数: 3259 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT# k5 b  i! i1 I  m$ _; c9 I* v2 Q

    $ @, D( b% M9 g1 Z# z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
    20 小时前

    • 签到天数: 3259 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
    2025-9-18 00:38

    • 签到天数: 3331 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
    3 天前

    • 签到天数: 1947 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
    , k0 d$ @/ A; C) N( L. w# R2 @再教你一招，日记上一天再贴一回
    ' J* r8 k$ I4 a: s" N4 ^' ]
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-9-18 00:38

    • 签到天数: 3331 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
    2 y' [: @+ A5 F! D7 M# _这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    " g  {% E# C8 N) ]
    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
    20 小时前

    • 签到天数: 3259 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 q, W) F  \& N8 Q$ a8 e8 \两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    7 H/ F: r9 N+ f$ f6 C* z
    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
    慵懒
    2025-9-27 01:49

    • 签到天数: 607 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。
    ( G' Z' \' W- h! V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
    5 x' X- z* A4 E; U* X& V6 X& q两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    7 U" K& _  }, M  g4 I( 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
    奋斗
    16 小时前

    • 签到天数: 3041 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 1 A% @) H0 Q# \6 Q7 s
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49# @9 Q2 Q  i" s4 r% Y1 l, \
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    5 B0 |7 W0 Z- t/ L) R& T
    % P: I  N$ i( k( r& e, G" 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0 V9 |- f: O: p4 I  L4 g7 I7 g

    ; a, Q, j% O. U' j6 s9 S@huma; B3 t7 U1 p/ Z. i0 ]' ]

    * l  g* ]7 ?0 T9 Q4 H@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
    5 V  X$ ^; B- c% @, f' L4 O* Y) T% 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' A( C) u  P& x0 h& }4 D
    ( J9 P7 Q% k- p
    @huma

    + T- I; j3 ]6 O/ p1 |7 \3 d8 Z4 J4 l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/ U& Y- h1 _! f
    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

      _& T+ P/ a& F) C1 u$ l, V不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    3 天前

    • 签到天数: 1947 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 01:110 e/ f. S# ^( r% q! a% m: [- Z
    不疼
    / H9 M8 y3 ~# u6 \
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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