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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 * N: i. O' l0 k; o* H9 D/ k
    $ Y2 g( z6 v% I
    大家好./ n8 m: h7 p/ K' C$ T
    & j3 L7 A/ s$ }9 h4 `. g: W. j
    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.
    ! I6 [# i7 ~: w& Z8 J' H" l3 Q9 j/ N1 U
    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.% u: g. m! j2 {3 |( C" g
    , s7 J& B5 `3 _; ~0 x0 u
    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.: s: \2 u2 P. L. t6 x; M; o8 b3 [6 n0 `
    0 {5 f. P+ d) Z7 S' U# M( ~
    闲话少叙,书归正传.
    & u3 b1 J3 |' F5 ?2 ?9 p; I
    : X2 b$ j9 Y: i& u( Q7 ^) a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.. v0 I9 ]2 O' c$ ]/ B# _
    * H* ?( \& i; X  P9 d- Q7 t7 _
    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.
    4 C% f% a8 ]! i+ ^6 c) l- [3 A/ m( Z2 ~# T; b
    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 D. z2 n- _8 T; ^  l3 C: P

    ' D( o4 r/ d5 e' t6 _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.
    / x# u9 \7 G* n' i7 B4 f; Z0 d; r# R  {
    https://www.youtube.com/watch?v=JDJKfs3HqRg
    9 y2 Q" L" V% V4 ]7 r* z' U
    6 D! ]; X7 R) @. C" z8 _  G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.
    % a- B: Y  K" g  A) H9 \3 D/ l- E9 M( I6 `# G( a
    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...)5 m+ n+ N+ _: A7 q2 j2 W. V
    % Z) [- N- F" y+ K5 ?  r3 G2 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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    清凉山 + 8
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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 00:14

    • 签到天数: 3550 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-1-4 03:52:44 | 只看该作者
    Dirac BELT
    + X- K! k7 w. M5 o1 g6 d1 r7 U8 M0 u3 V# n9 A$ K- H) ?9 }0 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
    昨天 00:14

    • 签到天数: 3550 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
    3 天前

    • 签到天数: 3555 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
    ( S5 ^& h! Q( S. m再教你一招，日记上一天再贴一回

    5 T0 {) R, L/ O- M% h  k4 R这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    3 天前

    • 签到天数: 3555 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
    # c9 t5 b/ h- S1 V$ d' W; Y1 z这个 会被骂吧。。。我不太敢啊
    ) e/ [4 ?* o3 b  H3 e* r
    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 00:14

    • 签到天数: 3550 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) |& W6 k: u% ~2 q3 `7 k
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia
    ) D3 n5 w8 N+ G; _& ^$ U
    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
    7 天前

    • 签到天数: 666 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。/ M3 f9 r; Y3 Y8 r8 A
    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 07:468 f5 g" B& [: a$ k& W$ ]4 a% ~
    两篇全是文字，没有公式~ 文科生无疑~haihiahia

    9 }; n! D! h7 e( B& |" l5 g1 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
    郁闷
    22 分钟前

    • 签到天数: 3334 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 1 P$ {" w$ `* v# l& o
    法乎其上 发表于 2022-1-4 15:492 X6 x6 Q! f  N  j6 E& ]
    木有公式，木有图表，会被人认定文科生的

    # B8 B: h- e& R& q$ `) {7 U$ K/ p4 i6 Y; |4 [5 T% C
    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
    5 C, c% A$ e6 @% [# u) X* V; B7 Q7 @8 f  v- j+ {
    @huma
    * _! H5 F" E* H6 M0 w6 [+ i' [
    : E6 r( q$ e' e& [. h. S/ ^; 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
    9 Z- z  v/ x, s* O3 ^/ }. T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
    ) z) y" {) u5 |: ?% S: `: w) m0 ?; p
    7 K+ W- J3 S& ]' q5 h@huma
    4 b& z3 b% s7 h
    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" g( C3 |1 j: ^
    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

    8 Q# f- r: h+ m% b9 v- Q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 01:113 w9 m8 d/ I" s" P8 H& p
    不疼
    + G: J0 a9 n% A( {* [# N4 J
    鞭子不打到自己身上就不知道疼的。。。
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