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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
    3 天前

    • 签到天数: 1947 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
    + t$ `4 `9 F; d4 q7 }* P& r) T( t: F
    大家好.5 `" _, P# D; {9 d
    1 A9 u0 M  G! m- t' a! C' S
    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.
    % z! i/ Y6 P  J* g* F, w
    4 v! [" M% J6 P; {/ z9 E+ [0 j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.
      N* I! L3 T/ I& }6 {1 S' @7 r
    4 f& A' J' j7 T8 @# M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 B$ Z) Q7 }7 f3 [

    0 z# f* m8 m  L4 F6 q0 C闲话少叙,书归正传.  G0 J/ B$ V0 M3 f" X7 r

    3 \( L% U" `, 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.
    7 L) d8 y% Y1 r1 ?- ~% {$ z3 z) E: l( G; }1 K0 n
    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 {  O% M5 I$ k- a9 ]# k0 u/ X

    : ]9 K' t' }3 V, S4 `; \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...)
    9 R( w4 i/ ^4 C
    ) {+ l. k8 s. g3 a9 s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.) G6 k; K' `3 h, m, u7 b

    ) R& k8 t# y! i# Z" E6 n' mhttps://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    6 g+ d8 r* f. ^0 L; Z* Y: h
    4 ?" {/ A+ {0 k4 c' w" H1 L5 F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.
    . S! r7 `1 o  S
    " y& T  p; s8 Q8 R7 R5 |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...)
    : s" ]; D2 B  @7 U: O
    / x" _) @1 @7 K. x) E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
    10 小时前

    • 签到天数: 3259 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ; b% C  w- Z" l' S2 r' H/ Z8 }7 X6 j( q. @& p' s- c
    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
    10 小时前

    • 签到天数: 3259 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
    2025-9-18 00:38

    • 签到天数: 3331 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
    3 天前

    • 签到天数: 1947 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' c7 w- d1 d& _0 @再教你一招，日记上一天再贴一回

    ' u' m) C! i4 D" @3 F. X& Z/ _- {这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-9-18 00:38

    • 签到天数: 3331 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- c+ Q3 S+ y8 x3 e
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    $ \7 F! t$ z* l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
    10 小时前

    • 签到天数: 3259 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 07:468 C2 n' I9 z1 {7 ]( C( a/ l1 e; Q* ^, z
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    4 |1 ^1 z, z! k. V+ C
    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
    慵懒
    2025-9-27 01:49

    • 签到天数: 607 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。
    + n2 V: ^+ A; o8 B# E3 D# w# ^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 07:466 O, F; `- i+ p7 f4 x
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    ) g* m$ k) h/ `: Q* v1 a. D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
    6 小时前

    • 签到天数: 3041 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
    , ^6 D* b( S/ i
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    ! ~  r. o! F0 \, A8 Z2 R木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    1 p1 A, p+ U2 k! t! y3 |5 M  v; a% o3 C3 H) o! l" 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; {& @: O5 h3 q  P
    + ^6 d- o$ u: M* Q1 @* i
    @huma
    ' M3 {$ D) ?$ j! z! O: V) q* {' D& U
    @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
    . m: X7 C+ t9 @4 f  |2 E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% D; R! T" P8 q9 W2 V. I% J0 ]- ~
    $ Y% K; y4 }  {' a( S
    @huma
    2 M) }, Z3 r6 |/ 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
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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
    8 `( n! V) {, N' D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 j9 a0 d& X& v不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    3 天前

    • 签到天数: 1947 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
    9 m4 B: w* V7 F不疼
    4 A9 O2 w5 C& W9 ?( H8 P. x
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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