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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 $ }4 p  t; d- ^; f% @/ P- u+ o
    / @1 x% Y# J; a! B2 r
    大家好.
    2 `1 v3 k( |" Z" g4 Q) D! _4 J. C# g5 I4 l1 ?7 Q- k5 g1 M
    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.
    % V0 Q% _) Q+ V, R+ E% u* k+ \* d: D" ~% R0 a' n
    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.1 S" s" \+ _- |: e1 m0 j

    ( |. |$ t. p& S4 y  |; |+ g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." M3 F6 h3 R2 n7 j  ^

    ' i5 V6 e* u2 L* _% R- ?! J+ M闲话少叙,书归正传.. ]5 q! B0 H7 L

    4 G' z% S! v. A- @  X5 R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.( a: v( S1 ]5 A7 C: g$ z

    5 {! A: Y6 _3 _, b- I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. / d) Z7 v7 o2 o! K
    ' u% C5 U6 m) J1 ?$ ^
    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...)( `) T% `* C: d( @

    $ b" ^  b8 z3 v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.4 z1 D3 A3 [+ j1 S5 Z' B. o  P

    $ F6 s: Z& b# X: i+ f9 ?https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg$ e/ `& s! A  H& Y/ A6 F: D
    3 L5 W( J7 B; i7 x  {. c; U( i: ~
    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.
    4 Y7 d% a+ `  n) h" \
    1 s  o( v2 k. z" Z9 H2 a8 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...)( @- F" J1 W  p  E# ^
    1 Z# X, D/ ~* q: u
    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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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    4 天前

    • 签到天数: 3496 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT( y8 I3 G+ {5 P) [1 I% T  L" a

    ' |9 q% N5 L5 a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
    4 天前

    • 签到天数: 3496 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
    开心
    前天 00:59

    • 签到天数: 3523 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. E4 S3 x, `3 ~) h7 \: n  H$ |; Q
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    5 X1 t- x3 `6 l* b, \, \* h4 O9 l这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    前天 00:59

    • 签到天数: 3523 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
    ! A9 {9 {8 L0 j4 K$ z) ]6 q这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    ; b! {" T/ k2 m2 `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
    4 天前

    • 签到天数: 3496 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; Q: T  x/ K; i5 b4 K8 }) m
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    " m, c6 O" v2 I5 q  s/ j
    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 20:45

    • 签到天数: 656 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。
    * A" Z6 x( o+ n" Q# F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
    % c$ G8 V, P4 W% T两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    5 s* u, k" K! P3 ]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
    奋斗
    1 小时前

    • 签到天数: 3277 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 + c/ r9 x; L0 G' K. T
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49# N9 B' |" d  }- g- j- V
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    * O& y6 c& e& l; h; X" W
    0 A! D: u' f% K) m7 q
    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' n: |" H  g9 W3 \/ ?
    & r  j% z" i4 s" {/ B5 j" _3 G
    @huma
    6 L/ N  G2 ?& h7 x8 l+ F2 z, W. e* f$ X# U0 i6 A* a
    @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 11:375 j/ r$ g  l7 Q) E  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
    2 |% T' C# X1 t# O
    6 g' ?4 D7 o! o" A1 l* E7 Y: @@huma

    9 @  R4 r1 i; E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
    : f) g. R/ G" X; F& d, p1 ~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

    - P4 O" {: O' p! N$ _# h+ U( O. z* s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" O1 o6 B( o$ V6 v. U
    不疼

    9 u" s9 o1 P: R, x9 l鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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