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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
    & s( Q" K3 M" I. e2 @: q& f2 ]6 [. N( I" p' z% \8 V* W# D8 e
    大家好.
    . D3 x  g: D  e7 G% {; ], T9 E4 S9 m- U
    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.0 J: r4 [2 G& Q3 t  u

    ; y# ^3 h% |/ Z. 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.
    ' o3 _( B) @, n9 y0 e' K! a
    $ }1 e# m0 n' {6 K' j5 A& ]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.
    " I5 j) E2 r8 Y: p& {+ z; a1 G4 X8 q% c: ~/ |% Y
    闲话少叙,书归正传.
    0 \- p8 M/ o5 m% M/ ?! I! I9 d( p- w9 p- b3 T+ }* D
    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.3 B' {$ e6 [% S. z+ }
    3 F* }. M  t/ e4 @2 |
    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.
    . S- j2 m$ E1 B3 c/ A
    ) e6 f" C+ ^5 `/ J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...)
    " [$ v  B6 h  `9 b) {: i) H3 C# r" [2 ~! P* r/ N8 ~
    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.
    ' m$ ?+ [% Q; }2 \; z. X9 t' y4 w; @8 f0 h$ h3 [1 o
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg% c6 y$ e3 U( N
    ' x/ D  \/ Q, P: ^
    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.1 ~! Y# _) w( b& o( h$ t* L: ?+ |
    + a1 \8 [5 |# W. t. t8 ^
    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...)
    9 k4 ]* x8 M* b6 }: Q6 c5 y4 q. ]. X
    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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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 20:26

    • 签到天数: 3485 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    - F( c- T. F6 R2 J& M5 Q: w
    2 x2 r! f! E/ K0 n: {6 j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
    昨天 20:26

    • 签到天数: 3485 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
    郁闷
    23 小时前

    • 签到天数: 3502 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! M) X: E9 N, I. X, V4 P  w& ^
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    5 G/ {0 ~: G2 F+ |这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    郁闷
    23 小时前

    • 签到天数: 3502 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
    : h& r6 P4 j: D这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    9 u4 L& k; [$ M* f7 }
    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
    昨天 20:26

    • 签到天数: 3485 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
    + E3 b- t* \& k( s, v两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    4 D' C! ]5 v! M' H0 `: I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
    擦汗
    13 小时前

    • 签到天数: 649 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。; o. D/ E1 d% r0 Y# l3 ?4 B6 `1 Q
    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
    : V9 _, h7 E. M8 B5 V& A# [- [两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    / C9 @+ J0 t+ }' T
    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
    擦汗
    2026-5-22 00:31

    • 签到天数: 3252 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
    7 }$ M0 k2 A: b. j! @6 @5 I
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49
    % P; c! ?. P3 u% e0 [! k- R: F木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    . S9 f' E8 B& }4 [

    $ @3 p# t$ p4 E7 ?' m2 ^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1 W5 l! E9 _! [  I- r& L

    0 f& ~8 ?% l+ ?! Y+ D  t% z  m@huma- t6 Y% e; ?. n% A

    5 r% D9 ~  `2 _+ b/ t@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% E8 ~  U! e' W0 M
    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* Q( h- e5 o9 A3 \
    ; j* [3 J- M1 a6 Z9 I
    @huma

    % @0 ]$ C/ T1 x" Q, u" `3 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
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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 p$ @3 L. o# K. J. g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
    - k$ M6 Z+ S3 C+ z2 O9 o
    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 01:116 t8 v* ?7 u! h" {% ?
    不疼
    ! x$ R5 T" y5 ~2 ^) m6 G
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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