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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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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   ?) F$ D( d( [' M. h9 L2 v
    - U6 `3 h" d6 q
    大家好.9 [+ T9 d4 `0 P: r' C* \, M

    ) ]$ r/ F8 ]2 K1 y: v8 c6 K! r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.
    / j( `( a: C6 D' j9 A  u
    6 e/ ~& z: f; L* I5 R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.
    / B8 d/ O9 C+ g! H: h2 i/ \9 U# C" J' ^$ h. J5 |8 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./ a% Q" h0 Z' F3 b7 K
    ; ?( o6 Z/ w. Q' l1 w) Y1 G
    闲话少叙,书归正传.
    + O8 V$ g, {& ~: |1 D4 T
    9 D+ |/ N% [# J* e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.
    6 N3 w8 U3 z# g8 S2 ]0 W
    9 P9 i" K) r5 _, C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 N- ^1 a9 Q; k) c( M! r0 y$ W6 }0 |# X. i, k- Z
    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) e4 b  ~! \! m2 k. X1 t3 G/ P

    8 l8 Q; \# N9 M+ R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.! `: U  o) w5 l* Q( o5 z8 L  d: G
    " c( G# B2 Y8 H. m* E* N
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg$ {' H4 C: S6 O' b
    : \( i7 t3 \% h6 \3 Q
    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.
    + ~% t6 D0 B4 N4 ^, h: Y$ @7 p2 T1 h) e) [1 `; K+ g
    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...)  `4 e7 }1 t% x- Z
    6 D# p9 r( |& a) ]3 x  q2 o
    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
    9 小时前

    • 签到天数: 3318 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    . M9 @$ J' E- N5 n5 c  u- y( i( y2 L: C. ^
    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
    9 小时前

    • 签到天数: 3318 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
    前天 00:33

    • 签到天数: 3364 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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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; c% T# n" O$ ?5 F$ w
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    & j% |8 M) t# e# b这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    前天 00:33

    • 签到天数: 3364 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% g$ |; l( P+ a0 |8 I; d% u( \
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    7 M, e+ r+ T- S. A; t. H5 b
    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

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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
    9 小时前

    • 签到天数: 3318 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
    9 ^8 H, b; [/ w  u7 d$ }两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    # {3 c1 T2 R1 o2 ?. ^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
    2025-11-24 14:35

    • 签到天数: 617 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。  h3 u# e* u. s! @( 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* s- ?3 E7 t7 L- G; Q
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ; y" f( Z4 N- W7 Y) x% n3 n
    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
    9 小时前

    • 签到天数: 3101 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 " s( [6 t) h5 j; ?/ H
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    % E: g& y5 d1 d* R木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    , j3 [# ~" V  H: y9 \3 a
      \0 i1 k" `0 P* l7 Z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 H2 P0 w* G$ Z; n

    , `* V, j/ e1 I  P  N' A2 [9 Z@huma
    . t3 t% C1 b$ w2 S3 B* N. K+ S
    , X% w# ?8 N9 u& s@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! b' Z* c. q; a2 t9 O
    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# ~/ T9 H+ ]0 X  c- ]. [

    ( s3 ?# @; c1 \* O" O@huma
    - [/ |0 o: [! I" ^) b5 H- d
    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/ ~1 Q: v/ e% Q6 y: g
    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

    ( x- A6 n0 w; }0 ?: q不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    3 R4 k) f4 x* A+ G; m" {* X! q# e不疼
    ! z. M/ q! _" b" p
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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