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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 小时前

    • 签到天数: 1726 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   i+ m6 F! Z2 z

    , v8 y- d, R, K- t大家好.7 Q. `" {7 u5 {9 c5 G7 w8 b! I7 o

    # J! Q; T0 O4 W) {6 n. n# |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.( V5 ]6 j- l, H) ?/ w2 l" f7 a7 X0 Z4 ~

    % A# |4 [" _. |5 [8 Q% 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.
    $ B% T; b, m: }6 V6 T5 _8 Q" m$ }, S$ \9 V4 {' P
    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.! |& R. S; r% c1 S
    / A/ j5 Z. u; W+ y
    闲话少叙,书归正传.
    " a& ]. K0 V: w! c4 U& {$ g4 ?" u( Q. T+ H0 p
    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.
    5 U2 I- Q2 i  _! M; W& ^: g' ~" @- I1 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.
    8 Z8 y  G* m1 R9 l9 P/ `8 g2 @) c% V4 y2 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...)8 Y; b9 c; C# c6 C3 N- k8 c

    0 C% o6 A) I8 k6 T; [8 h3 u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.. m1 W: z  M7 h2 t" K/ `$ T  i

    ) X/ ?2 p1 U+ F& o/ mhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    " C& Y% T6 x3 ]9 X+ p
      L' s9 G. I7 M2 r# D+ N' Y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.
    : |6 d# q; k) }* ?8 W: b: U+ b0 D( M) 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...)
    7 o* H, I+ n5 w1 e/ z$ v
    6 y% N, N" w$ B# f0 ?3 J4 N( L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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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    24 分钟前

    • 签到天数: 2957 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
      l5 U. o! \; G( H" Q1 y4 C2 V8 z6 ~/ c* U" d% ]& H, ~
    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
    24 分钟前

    • 签到天数: 2957 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
    擦汗
    3 小时前

    • 签到天数: 3048 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 小时前

    • 签到天数: 1726 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% y2 c7 j/ [$ Y7 u; T
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    + l7 @7 ]8 k* i- ~( q
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    擦汗
    3 小时前

    • 签到天数: 3048 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
    ( {1 U. @. E5 [8 J5 I这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    2 v; W% O: t' u/ b# |* H, R+ Y4 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

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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
    24 分钟前

    • 签到天数: 2957 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( H% P' Q' N9 x: ?7 G
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    5 ?' ~. Y  ^* C. Q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
    昨天 08:18

    • 签到天数: 584 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。
    7 j3 Z: s6 ]% q0 `5 P: W5 d$ ?  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 07:469 `' E9 b/ G6 Q0 v- a
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    6 S# y: [* @* X( c3 q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
    4 小时前

    • 签到天数: 2765 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
    : _& n  H/ R+ l. X6 E- `! R
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ! W4 i2 b7 U" W; {+ f+ n* b, M木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    1 \) K# m8 L: ?( M
    1 P! M2 G: H' P, Q2 ^
    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
    ) U/ C0 c- o; V: R9 {3 Y+ F7 r3 d$ u$ L/ o
    @huma
    , I7 j$ t: |& }' ^  g9 Y+ q' G) U0 h+ ~- D6 U
    @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 11:379 n  \5 P' i1 V1 |& E  b/ d
    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  L5 A% n1 V+ d

    $ B" \* \* r7 Q1 D+ J5 ?@huma

    1 `/ D- D) b& H& c% N  {& N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
    3 ?4 ]' y6 |+ j! Z5 M. `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

    8 |) i( @! ~2 a, j0 W不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    3 小时前

    • 签到天数: 1726 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
    6 t  w" ]$ d) C不疼

    1 o$ r( b( T* ?* g# Q2 b/ a3 |+ [鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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