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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 " |& B8 i/ @# h6 P

    , R. M- x; O5 S" K, l- q: K大家好.
    ; r* K* }+ q& W8 q
    + }* E2 L; W' r/ ]2 |! A, A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.& E# l: w% v  B% D0 j

    * O, [8 N) V; E0 a) i" \$ n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.. O7 K8 n+ X- ?& j# _8 N
      ?; P* R8 o3 l7 ^
    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 w% Q6 v5 J' V6 Y
    3 R1 v3 n% ^* X1 R9 q闲话少叙,书归正传.9 I6 o/ P' s- }2 n

      u' R. w+ Z/ X. }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.8 X% |) e8 E- M! G( q2 w* J
    7 a  @: |' D, q. E* h0 s
    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. ! x" c, e' G9 O
    : g8 e! c* E, D% L
    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...)
    % X: [5 H* p2 m0 t% b; `( o) x5 E% D8 O2 y+ z& n9 [5 @6 h  c2 p
    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.
    ( i5 v/ X" M% i- f" X) q* C; g" D0 |. \% ~1 S9 E/ s  {$ J1 O' n
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    " S- P7 E7 k1 e& L
    1 J# p% P2 L5 P3 T4 Z2 V: h" ?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.
    , J( `, p. A1 u) n. E- ^$ ~; q9 n3 B: _9 f
    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 h7 {6 A$ ^% E4 q. t) y
    5 }( N6 X7 T8 l& C! Y
    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 00:03

    • 签到天数: 3454 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    9 d; i" `* s' S7 s, s, F; G- `) m- l9 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
    昨天 00:03

    • 签到天数: 3454 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
    昨天 10:57

    • 签到天数: 3471 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/ n. d3 M5 r6 L8 g3 g
    再教你一招，日记上一天再贴一回

    ) |. b4 v( ?( g% C  \# l这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 10:57

    • 签到天数: 3471 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  j8 G; M( _/ t5 S* n/ x
    这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    / q% r* z/ l7 P) t
    没有，大家会鼓励你的

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    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
    昨天 00:03

    • 签到天数: 3454 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
    $ H& V' G! z, d, L: Q两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    " O5 b, X& ^6 L
    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
    前天 09:57

    • 签到天数: 638 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。5 y: H' p& \# }/ j' u5 v4 c
    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
    " _* ~6 |* o1 J% a* ]  u- s两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    . v# l+ y& D2 \3 j# @
    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
    半小时前

    • 签到天数: 3248 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
    ! M# b& r0 B& q, q  m
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:49' G7 v& C" L0 }; g+ r) o# Z$ @! k
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的
    ! O  f# O9 s& @. c& @

    3 m, _- X; C8 h2 Y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
    & g% U# N. o, o4 Z. h1 O4 ~2 i% C8 g
    % p" h& C) n0 U@huma
    ; X, q0 R7 F+ C% r! F* K
    : q( L. M& k' H* {" V# g$ a@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
    2 T4 L. ]* m( D( j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
    , d3 Y- {8 I& ?! M6 V% l3 B) [5 o# C8 r
    @huma

    " ^# D5 g' s  w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
    / o" [: n0 g6 }) m& E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
    % C+ s9 m+ l0 g+ z
    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/ {$ {$ u# y" Z" l' \% H" J4 P
    不疼

    6 _. [4 y% }0 E# Y; I, u6 @/ a鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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