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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
    ) Q! ^, }0 n' [( N- K; O7 C. F; S( F' P, @6 z2 z: x
    大家好.
    1 b& \8 Y9 i7 W6 W" g% k
    " C9 q: v+ ^% p" 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.- Q6 x  p" S2 R+ R7 f0 H* Q
    4 K9 \$ o6 Y, `8 D  R5 k# 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.# U1 l' e, \/ K- e& X9 L$ l

    & s( P0 F. j  ]: f' c/ \3 O' o* O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.; W8 w) \. }9 z" N4 o7 w& S
    - c# r! o" F+ O& X/ Z* ?1 `
    闲话少叙,书归正传.
    4 u/ O  w- a- k4 }: {- _
    # j" T6 t& X1 _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" u  @. z+ m( ?; V% S" U' d8 d6 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. ( j0 Y( a! `, p3 R' b& m" b

      [1 w( |6 G/ j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...)/ S6 f5 {+ k$ a
    , R5 ?0 w% y: F2 A. d4 j! V! g8 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.
      ?( e3 A- M1 s1 n$ O
    , Q# p) f* R( x0 W* w( vhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg1 ]! s9 n4 m5 N, V1 {& C
    3 d. q. y* h8 i( D7 j5 @
    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.; t  T- H8 U& e7 L/ R
    + N$ n1 l. e2 E, ]: v9 S# y
    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...)0 ~% m9 s% M# r/ K) {

    9 N3 D5 W& O: c4 `: {, u3 i  `( q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
    11 小时前

    • 签到天数: 3513 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT. i! L1 y$ s  x! G% S
    7 v8 Y- w3 d" q; I5 p/ P9 @8 p
    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
    11 小时前

    • 签到天数: 3513 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
    10 小时前

    • 签到天数: 3533 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
    . y# U# r( {; B* `4 U  e再教你一招，日记上一天再贴一回
    : d. O5 c5 k- D  t4 A
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    10 小时前

    • 签到天数: 3533 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! A0 @" A" z4 ]# k
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    5 i* Y) B  H1 i/ Z* H/ P( ^
    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
    11 小时前

    • 签到天数: 3513 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
    , D8 _6 a# M, h" M( Y. k两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    , X1 h# v5 w- G, c' [6 d8 R. D
    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
    7 天前

    • 签到天数: 660 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。  F* V6 X6 P6 ?2 X  m
    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
    ! Q  i+ @" v- W0 Q! B1 Y两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    8 P7 b- Q. d" A) o
    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
    慵懒
    9 小时前

    • 签到天数: 3295 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 3 e% X0 G/ B5 b# ~2 {' Q$ {
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ; Q) f* N. m4 d- f7 k木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    9 Y* R3 ^( c: b. S
    2 k( E6 b; Q# g% j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 r1 F, \# z+ C4 Z4 n/ O1 e# e1 J( s( t
    @huma- U% t" t: j" V

    $ q. n- |5 {- d- H& k& O@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
    % o- K$ z! t" j( J8 T6 ?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 \+ Z7 H- X: A" s; ]
    8 R& V) r$ F0 z9 s: B9 v
    @huma

    $ E4 c3 \% O, K. f+ ]( g9 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
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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
    ) |6 |! }& F7 D, N8 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

    0 P% l/ z6 o6 O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
    5 o0 E4 U" L) B% W# ]6 z3 W* L1 X, ^不疼
    6 o1 m6 c% x3 D! A5 y; X
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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