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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
    昨天 00:37

    • 签到天数: 1909 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
    . j; i2 Q+ n; D+ p$ Q1 x1 i
    0 j! V, a# w8 p. w! V1 V大家好.
    6 W4 x8 n! D) k2 T
    4 ]! @- N" c+ d& }7 ^* _$ t6 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.# D  A, P4 O' K
    ( k! [. H8 o: r  n# T; A
    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.& u$ W8 u" c- d8 h4 e: m
    3 Q. w6 p: N" W
    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.
    0 J; {. p) ~9 {  j' h  ?/ L0 ~
    3 J" E3 @2 O+ D- D' W6 B5 N闲话少叙,书归正传.3 X* X3 j! A8 g+ L+ n5 r

    0 I0 }* F5 x' t5 a( 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.
    : q, V2 h' g0 Y2 W; W: e2 o9 T2 K) R/ e0 H- H
    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. * `+ g7 V- Y2 I) G

    1 F  W! C" j8 D+ L% X3 D1 ]# s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...)
    # @' u* f) [8 ~5 i  b6 P8 E1 R# i/ y" k. b7 v$ 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.
    % S. k% C- v8 ?; f7 I' H' d) }+ J  d0 M& C# I
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    0 i& y& i6 N6 J# `
    - s; i8 j: N4 N# O* U8 V% @6 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.; c  D0 i: [; E; p- l9 Q

    7 r, O  d9 N9 ]0 ^; I/ `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...)
    $ O2 j9 p9 M, A" T7 F0 R) L$ [' ]8 a; o7 ~
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 3149 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT; J4 x& H" U* u1 i% o: v! Z* _1 @% j

    9 j1 f" h2 J0 B! `# h4 U; T9 ~& o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
    3 小时前

    • 签到天数: 3149 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
    5 小时前

    • 签到天数: 3237 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
    昨天 00:37

    • 签到天数: 1909 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
    . T7 d6 j5 p. `3 U+ s再教你一招，日记上一天再贴一回
    . T1 j0 m/ o% w: l1 u3 x' S7 }* g
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    5 小时前

    • 签到天数: 3237 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% w/ w( R. O- v6 V
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    9 I: l3 n9 ~5 s  b- ~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
    3 小时前

    • 签到天数: 3149 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. }* B, O, ]  v4 x, u
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    / \5 M$ t0 Y3 n9 g" e8 _. s; G. K
    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
    2025-3-29 10:18

    • 签到天数: 602 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。) ?/ |8 T: X/ S! o; Q( b
    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 07:467 e5 I8 ?- Y1 I/ n7 i
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    8 P6 z" e- A: K0 X# K3 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
    慵懒
    5 小时前

    • 签到天数: 2960 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
    ' L2 k* G  `( |
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ' l$ `% a8 f3 ~7 |5 p# a7 ^木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    2 f$ O1 u# Q5 m4 B
    5 \7 m3 z' ]  e. u8 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+ P! W: t9 }4 U- a7 m: ^
    4 L5 Q, W+ M- B( C* z* f: G, u
    @huma8 i* j0 K/ n' M: H
    + P" O7 n6 [1 f. 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 11:379 g( X- V% ^/ ?9 Z. r( y
    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 N& K6 K7 p0 ~/ B
    2 Z0 M$ |& C; ]) o@huma
    ) w( @3 u% I6 `
    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
    5 [+ B# u7 z& Q- p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
    7 }, u& Z( I0 j5 j- M" U
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 00:37

    • 签到天数: 1909 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
    & d0 k3 Y# c3 l不疼
    : D6 h0 s: P8 m' E6 C: \9 l% x
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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