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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
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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
    . [' H, |. P8 o) V* ]9 _7 N) ]1 Y0 T: k6 N, o" l
    大家好.. p3 J3 Y; Z  p' J  C" d* t
    6 `+ R; }0 B* }/ {
    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.
    ! k6 D) }8 W1 \. Z( q1 d9 v% F$ I4 E1 t- B3 s1 |
    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 H3 Y" F# \) {4 |" C; A/ k* B$ }7 F5 ?$ _; j3 ^1 {$ p, o% l
    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.
    2 z9 l2 Z* Q0 ?0 H) _( c
    * Y' U' j/ Q  x3 b, C; D( J闲话少叙,书归正传.
    6 {: C$ g* Z2 F* N: d& d; |; m% Y0 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.0 L$ y% I5 Q& r/ W
    ) I* C3 J) k0 V! u
    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.
    5 C5 _0 ^2 h' G2 }6 `3 j, k  \& W( b) j2 v1 D: |+ s3 @
    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...)! s# G3 _5 I$ E2 u$ b5 p6 U
    + c: T4 y: x7 e8 n
    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.( U' Y. f% M+ ]+ o
    9 K  l5 F2 U. u# [3 p" |
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg$ M3 {5 Z2 |( [" o$ [4 F: G
      ^- u7 p' m8 d/ m& |& }8 W. n
    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., v' W/ Q+ h! q" g. H

    2 q0 O6 E; m3 P* I6 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...)* M2 f8 d2 B$ ?, B9 x3 S

    & |2 g2 ^5 ?4 G1 {3 L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
    12 小时前

    • 签到天数: 3340 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    ' _# P% Y$ M% Q; e3 y, _
    $ R! q2 r4 n. p+ L) O6 t; s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: 3340 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
    15 小时前

    • 签到天数: 3380 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
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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
    ; z4 B. ~! q* l$ K# _. S7 l" ?+ J再教你一招，日记上一天再贴一回

    ' O4 N. ^& U1 |' v$ F% I* u# e6 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
    15 小时前

    • 签到天数: 3380 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- B( ?" i, L; W' q( Y9 b
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    - Z2 M, V  ]9 ~2 y& 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

    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
    12 小时前

    • 签到天数: 3340 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! D8 F+ Y7 k' Z1 ?: `# h
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    1 J' a, G0 r! r9 j  G; g  k- B
    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。
    / f8 _4 t  q* g# f; o5 R8 S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 07:460 c" J9 }2 ]7 i% \% P4 q; K; L; @
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ) M$ T$ m: M  u; {' H9 t- y
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 3125 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 4 D2 Z2 @) O. n. w. V+ z' d
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49# T0 X9 Y9 `9 Q& ^/ S
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    + n: N  u7 f% W! b; M' K- {
    % S( X) e( v" \) v( o5 ~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
    - N4 X! V: [5 f7 t
    ( \2 M! D4 X) L' S  E% p@huma
    ( y% z( R7 D; m6 C' v0 U# w, d3 J3 c. S
    @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
    1 A1 y8 o5 i' k7 y( M+ B, s+ |% H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
    3 ~! E8 q* I/ O. ?9 r6 ~! E0 ^" |
    9 |7 g5 n! ^- r$ t, v@huma
    ! n4 {4 Q5 y* w" H- k$ m
    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
    9 X' v$ E9 s! D* X6 y8 y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 n# k, r  P# D& B- C( k2 }% e6 u
    不疼
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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
    ; J( S# l1 o% O不疼
    & }, V7 n  _4 Q" p# S& K
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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