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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
    ) ^) d& e8 Z+ {6 x! g
    $ E7 y: q. B2 p& w8 v) @大家好.  W) Y& g7 O( M2 Q8 p) Q
    2 I+ ]5 _1 o! f6 @/ G
    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.5 S5 ^1 H, S( Z
    - s! Z: _0 W' ?5 F" F: m
    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.
    / Y; k! @# B5 C
    2 x% B" H3 ?$ |  V7 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.3 C( w1 P0 L% R% {2 n

      r& U# Y9 b2 V% [5 i. t* C闲话少叙,书归正传.
    0 c7 o; D! Z1 v: I! d# b7 x' }* I/ c
    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.0 x0 G5 m2 b6 L3 B1 Y. F% s* m

      a: [  x6 K( p; h7 a+ c/ y7 u  _# E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.
    ' C2 X5 }. U( k1 B4 [+ l0 X! H. `3 S6 s# @: G3 F5 U
    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...)2 N# q' I9 q3 D$ ]9 T% c
    & i* A+ Y- U$ c  O  \8 A
    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.
    8 O, h) d# r/ @9 ~( U7 @* k# c/ n  R6 b
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg. X5 F3 A, p* g7 A$ c# _6 E
    / S3 N$ ?7 j8 ]/ M* m) S
    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.8 `- i% |1 d1 u6 }( Z- p$ V% N* M
    6 B" e8 }0 L1 t
    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 [' |$ o1 \+ D& p/ g3 h
    $ |( q6 Y  [- q0 ^" C* U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
    5 小时前

    • 签到天数: 3437 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT3 J5 H* ?( b1 {5 }
    9 B9 Y, V6 u2 T
    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
    5 小时前

    • 签到天数: 3437 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
    昨天 01:02

    • 签到天数: 3458 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 04:256 r# a) `& ]1 Q# P
    再教你一招，日记上一天再贴一回
    5 e% Z  z( x4 z# [9 \  ?- L
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 01:02

    • 签到天数: 3458 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
    3 J! |& a$ P/ i这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    # T3 A5 R) O3 H# b8 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

    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
    5 小时前

    • 签到天数: 3437 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! n5 r- f- {- p
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    $ y' H- ~- |8 n$ L8 m" I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
    6 天前

    • 签到天数: 635 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。
    + ^" H; T( n3 I- m" p# c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 W/ U9 Q* f6 c3 _/ L! c
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ! V. u' d' A4 o  e! a$ x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
    4 小时前

    • 签到天数: 3228 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
    ; X7 X! @3 i8 c/ p6 T) t; U
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    * P- A) ?: W0 z2 I木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    1 R) k5 K1 k; O: _, e4 ~4 z5 B8 T
    2 A8 J8 f/ Z0 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! G8 Q) @3 f% i# F) F( a) L- s, N) B8 b/ ?
    @huma* f  B# |! K: X* Q

    5 ^6 N& z. ~7 m: Y% X@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
    " i; _2 Y  ?$ K* ^" V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
    ( A4 F5 T  n7 Y" r* l
    , E! c  W, f0 s  z& \. V4 F@huma

    , V; R3 l3 G2 i& a, L9 ?) ~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 C2 f" [6 @% J) T# w2 k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
    6 z) ?4 K) a" C
    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) d" Y3 d3 J, e6 c7 X/ U4 @
    不疼

    8 B" B/ N& G$ U5 _$ |0 d2 a鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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