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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 1 s, w# E1 q4 q2 Z
    2 f  g' o0 M) s
    大家好.7 _) Y+ D9 P$ u5 N  Z

    , T" o! T! l9 x& b: M! h$ k( i9 n& `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.) g; n0 }, i7 h0 G5 y+ W" J
    ! ^$ r* |- Z) w/ |, g7 e
    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.
    2 x* s; D* l, N% ~# o+ J9 Q2 o7 m$ d8 F, i
    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.' {- m9 y, g1 c- q

    ( [3 @! i' q* ~) r闲话少叙,书归正传.
    3 _# _+ ~: N" }$ v
    5 W: p( K8 \4 `. ]5 M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.! K- v  _1 C. z8 d# ?4 ^1 W) X

    6 F1 @9 R# L% H8 Y9 |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) Y7 B5 S: h  y
    - r7 p, E& R, M2 l% t  T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...)
    3 G) G* _  j1 z" V( M& R" g
    ( [. ~/ h4 n$ J9 s' w0 |$ p  R5 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.
    ' f6 K. I5 f  l! v5 g/ e- {. m& P5 O+ v9 O* ~" H: P
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    & U$ y+ C5 L; Z6 u. z$ f. c
    % K: S5 r) u6 f+ s+ b9 n' e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., b& J9 r" {' x# F- h, `3 [5 \

    # v. v+ a" W9 w1 u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...)
    6 I" L( M0 S3 F  X7 l0 e( r/ I) V" g2 c
    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
    13 小时前

    • 签到天数: 3380 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT3 k9 w# D0 ]8 Z7 t/ D1 v, l# M
    4 V! x  r) w9 o+ Q: s& [& l
    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
    13 小时前

    • 签到天数: 3380 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
    13 小时前

    • 签到天数: 3407 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
    5 m+ N% _+ a' U, `9 Q0 w再教你一招，日记上一天再贴一回
    ; C$ V6 V. ?: ~/ j
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    13 小时前

    • 签到天数: 3407 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
    6 u5 m4 J$ \1 g- Y4 m这个 会被骂吧。。。我不太敢啊

    9 O+ w( P7 o$ R$ ]- p% d% B6 Q; F1 V$ ]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
    13 小时前

    • 签到天数: 3380 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- \& @( E) a0 C: @5 L5 b" i6 a5 B
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    0 ?2 A& K( i4 z' c6 X: [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。& v- S& ?+ A8 U) E
    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* q3 j8 G9 X- D5 ^4 q% z+ K
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    : u% }' _7 ~0 ?" t8 C
    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
    郁闷
    13 小时前

    • 签到天数: 3168 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 0 b( }- Y- x0 i7 c: ?5 ]
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    5 F+ u0 `" o# W% @2 I! T5 C木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    ! k/ ]/ D- T4 ?4 {
    2 N# p; Y* _5 N3 ^" x
    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% d6 F/ E7 A; `  c) W, @) p
    9 d% z. g# K  X7 x$ q1 x
    @huma
    + j% r( I; A2 J
    2 t& l2 u( x! e1 H9 x) B4 Q7 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% n$ T* ~1 {, Z- l, Z: `0 O# L& K
    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
    ' L* V4 W8 W8 V- x' i- j6 H- _6 J# j, }' E. R
    @huma
    9 ~2 q9 a* g  v- u" [( r
    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 12:093 a0 U- f3 r  v: N& x, p- I
    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
    9 M+ z* ], }8 m: x
    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
    " ]: b% N% f: Z- _/ y! [0 E不疼
    4 i! L1 N8 t& G3 M/ i' Q
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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