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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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    % o4 m4 N. G9 o* c' j% Y5 h
    , V  N: T" d# [/ E. P, p大家好.
    $ _- p+ v  L+ Z- d5 H. k* h$ [% c" R+ g4 E' t$ Q7 J7 o' V5 t) A. g0 Z
    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.# B9 j# e5 k& a$ \2 H9 o  r' c: w
    $ ]/ Y8 @& T8 W3 T1 X# M( F
    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.
    6 t! }1 h. t( c+ J$ g! A, X" v& f- s- H0 I/ v( o# n
    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 S% k4 c1 Z1 D6 l. ^9 g) n: b7 D, y& z9 {! s+ l' L
    闲话少叙,书归正传." ~  H. }( W+ i% ?# M$ y) w

    / y6 q3 L0 h8 {- O/ C* W, ~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.
    ) l5 e% Q/ H0 ~$ {; D
    & n( K; x. x, N3 t- }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 A; X$ n+ @; D3 W9 k- F
    6 {0 c6 l' D- j; Z
    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...)
    6 b4 q. G$ w0 A% E6 F# r' ~3 g! N. J4 [( k0 T- r* k
    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.
    " N7 b7 _) g6 ^' U( {8 T8 K! c( P% B9 N3 O% j" Z0 k
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    + m/ _1 O& d! L2 j/ m2 ^6 a" Q  J
    , ?5 B* N1 A* T# q& f8 n. v& j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.( g* j5 G7 q: k- |$ A+ ~
    + O- b# g! f! R0 z
    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...). L, F* j( f1 I2 i6 O
    $ [! F6 C8 e  {7 v% M+ v! h
    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
    12 小时前

    • 签到天数: 3327 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT* R! m$ ~* u8 ^4 e7 u9 W) L

    ( G* x$ U# ?2 E/ F; ~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
    12 小时前

    • 签到天数: 3327 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
    12 小时前

    • 签到天数: 3370 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
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    " i! ]# L$ `# C4 ?- s再教你一招，日记上一天再贴一回

    " q  i$ W7 u  s  e  ~7 _- ?/ m这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    12 小时前

    • 签到天数: 3370 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 05:346 o, q: I- m! n4 S0 t( L
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    % I% M+ Y. t9 W0 K4 t
    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
    12 小时前

    • 签到天数: 3327 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, B5 `) Z- o/ s, M& [6 l  z" {
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ; `* f5 M5 z+ G/ Y# e& Z8 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
    2025-11-24 14:35

    • 签到天数: 617 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。
    : q! N8 {/ a/ ?6 E! |3 R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! a! q$ P9 \+ s
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    # X$ c$ W5 `; m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
    12 小时前

    • 签到天数: 3110 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 8 z, G/ q/ H& J( U& D
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    " a2 _: q! x# ?- C木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    & H- B' `# T- J% Q3 p. w$ C8 H

    / V0 R( b# X# k. h' g. 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% n# L2 l8 {% f8 O
    1 d/ ]2 l5 u, y7 x" g
    @huma, ^5 u, B$ _6 g/ s' q6 S5 a6 [; a
    / i. H% V1 U* |  c
    @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! R: Q& D: W+ _1 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" ?, b6 v+ B  U7 w2 d! h, K- |
    2 N- l  `. e: \, I8 Y" p2 I0 n7 ^
    @huma

    ! r7 \2 o+ y" d" c' f3 |% a: w3 }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* C. p) P7 `" X
    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
    5 r/ w) s! w1 I& l, h
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    2 h7 a3 M! g+ M不疼
    " |- v) I( q" p- P3 Q
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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