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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
    : P' f) v  ~# ^, T" ]0 F' _; R: Z
    7 n; P; I6 l8 S7 @; i大家好.: A/ _' E( R9 X
    # B5 J, Z5 L  v2 @; E
    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.' d0 Y2 _( I1 A3 f* l; W
    ) h) k9 h) e9 M1 h9 o
    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 Y! [$ Y- v  I- E. e& k, I; |2 r

    % [# K+ w6 }4 m1 x  f: _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.
    7 e& b, {7 @9 m' s" P
    3 ~0 R/ i6 X* X  x/ J1 L& {7 m9 @闲话少叙,书归正传.
    3 P7 @- ~6 w1 y( |6 e
    ( d( n$ x( l0 T( |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./ J( K7 c( D1 E; e7 l; U6 S+ h

    " k: k; O# l; w' T% i# H7 }7 w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.
    9 x4 ~' ^7 O5 E& C# r) Z9 i- B6 r- S# l
    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...)
    % o" d- D% r! o! F, u" j7 G1 q9 O
    $ p7 G/ u" q4 T" l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 W9 M4 d: A0 U& W% b( P. a4 h) H3 a/ c+ H5 O
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg. x, `4 a" r% p( e
    + h5 W+ p+ z% x" f8 x) P
    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 n: q  P% G$ t: G& D* ?0 D: f
    & p  ~5 y/ a9 X6 y! a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...)% h. x! o+ a. p8 T; w
    ; v* V% n9 E8 _: x+ K' m: 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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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前

    • 签到天数: 3580 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ' Y: S3 B) b" @! ^* s( Z/ M/ E5 s% x4 J  L! D% k( q2 Y
    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: 3580 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
    奋斗
    2026-10-2 19:49

    • 签到天数: 3556 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% M& X! Y8 f" [9 Z
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    ! k* _. D$ ^5 U4 t' w0 F; @4 T
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-10-2 19:49

    • 签到天数: 3556 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& z" }  ^) f# ^9 C- {' Y3 z
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    / i# R# W$ H9 N1 ?5 ~1 ~) d
    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
    9 小时前

    • 签到天数: 3580 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
    ( G2 A8 ?" j# P% V$ ?) p, T4 @两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    . T6 g/ l' m# C, s( a
    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
    昨天 08:17

    • 签到天数: 677 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。
    ( u' _/ O% q3 o7 l7 C  T  Z4 {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 07:464 m( A3 ^) R. d$ K5 Q
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ( `) H" H' ~/ _, i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
    17 小时前

    • 签到天数: 3364 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
    ' D: d0 Z) e& M9 @* v/ q
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:490 p) c) {+ m1 f) F1 w
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    ' @& a" y" S6 m3 J! i
    % \- e: D: M3 e/ 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6 n7 \" F& ?8 \

    6 g" F6 g* \$ e@huma
    ' m2 C2 `" N* D. K+ A0 H- I4 ?2 q$ 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
    7 p7 X3 n( w7 b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2 c0 \. x; u' {9 F

    ) g6 S8 o4 [$ D; a@huma

    , t- z. G' {8 i" {- {2 ~/ 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
    " R: o/ ~2 Y1 s( i0 y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' a( @& z! X* f: o8 `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
    3 q( {7 z/ g8 q不疼
    . M9 \4 ]' r2 r
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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