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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
    0 d" f" u8 R0 z2 K8 D8 U9 X
    ' `# K8 h1 h% W3 K* K大家好.
    6 [2 m9 M/ a% O6 N8 Y* D
    / ?( T; Z7 ?: a$ R% Z0 C, o3 C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.
    ) M* M3 Y# P8 X1 R
    - O# k: y3 F! A3 T! v- k. ]+ Y' M: I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.
    0 z3 x1 T- f4 s, Z& Y4 b; C' n3 X# z8 {& g
    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.. G( v+ s5 ?! h4 P# z

    + F8 l2 Q! E" N0 v, P1 j闲话少叙,书归正传.( t+ E7 T1 f6 S9 r; P
    & u7 |3 d8 |9 R
    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.
    " h" V( P; U0 G0 [# r& X. }( _' m7 v0 z# L0 J
    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. 4 ?0 Y. \, Y# g6 }! x. b6 o+ ?) ^

    " \5 t0 k* w& S# n3 x' }0 x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...)
    ' F) o$ Z$ r2 f& U' Q0 [
    * N# r) |$ d  T/ Y2 m. P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.$ d9 \6 v3 o5 H, u1 {
    : W) \, i$ C3 P+ {# X# h
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    / b" f. [) ~5 f/ D; n, l. p+ m/ B# V
    & }# ~; ]6 A0 j  V% e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.$ j" K) ?" O& I; F

    # e2 D6 W7 u7 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...)
    * _% I* J+ c3 R+ Q
    ; H5 R2 |8 Q9 w! m更新了：号外2.5 http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=154184&page=1&extra=#pid1327993

    评分

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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    2 小时前

    • 签到天数: 3486 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    " v: n* P$ r- M5 Q5 i# e! x  n. K# y+ T3 S
    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
    2 小时前

    • 签到天数: 3486 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
    9 小时前

    • 签到天数: 3503 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
      F; F. @0 N, X  ?! U8 S再教你一招，日记上一天再贴一回
    9 u  N8 t) d) \& G) ^- t
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    9 小时前

    • 签到天数: 3503 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
    / c* U* Y0 i! h* d7 [: u6 i这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    / a4 l0 Q( Z4 t( p) X* ~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
    2 小时前

    • 签到天数: 3486 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 07:463 O; S5 b& w! n0 w# S, b
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ) n- n5 z$ v8 o4 c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
    擦汗
    昨天 10:07

    • 签到天数: 649 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。# Z* y$ ]) E$ V( W8 k. x
    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 07:465 M, J; V( L( L/ |# e* x& \
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ) |  Z6 i& V5 Z. N( H8 `4 Z
    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
    擦汗
    2026-5-22 00:31

    • 签到天数: 3252 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 " I; b/ e. e+ G4 }
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    2 _, s& ^3 C$ l) Q1 ~5 b' X& }4 J木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    , N  X, w! C) ~: c! o, V8 K
    0 p" X# _# j! t( b' 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
    ; q' x# ]: ?2 `6 Q( C% W1 g
    7 W6 F/ F9 ~2 I+ c/ ?9 P4 P" q@huma
    : J* H2 b1 Q2 }3 s2 y" y0 L! @% l  }* Q/ s; z8 z
    @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. S" R2 E8 p8 ^! s4 m# b, N2 h" i# S
    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
    & O* Y4 V8 I! ^' L) a* P( h/ W8 y, [% a3 K' f( X
    @huma
    ' s+ A. E; W! C9 D# 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 12:095 f2 ?" i" N) {* U; 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
    % ]1 l! t* k# E2 y: r/ i9 y; d* X
    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
    9 _9 u/ z) B, E4 k! A4 k/ L不疼

    * E- ?% L4 D! o鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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