Y2T26 量子物理之--自旋 與泡利不相容原理

2021-01-15 光通信女人

在Y2T23  提到費米子與玻色子,費米子有自旋為半的特點,今天細聊下什麼是自旋。

所謂的泡利不相容原理,就是原子中不能同時容納兩個運動狀態相同的電子,泡利認為電子有四個自由度,除去電子層、電子亞層、電子云伸展方向三個自由度外,還有第四個自由度。


旋轉就是第四個自由度


神馬是個「自旋」, 這事兒參考太陽系自轉與公轉。


大統一理論認為,宏觀的世界與微觀的世界,是有內在關係滴。


以電子為例,左旋和右旋


電子自旋產生了磁場(嘿嘿嘿,地球自轉也有南極北極,那也是個磁場)


哎呀呀,麥克斯韋方程組的電和磁是宇宙第一方程,那不是吹牛啊。


粒子旋轉是個空間,每個視角不同,你看到的結果(這個結果是事實,但是不一樣)。


人生也是這樣,你追求真相,同一個真相在不同角度看著就是不一樣。

來聊泡利不相容

泡利的心理醫生是佛洛依德的學生,這400個科學與宗教的夢,成為一個響噹噹滴心理學研究流派。


國華說,這就是論科學與神學的不可分割性,咱們有一期聊過,大科學家們最後n多n多去研究神學啦,那不是迷信,只是人類知道的太少而已罷了。


君不見,磁場沒有科學解釋之前,在人心中也是鬼魅一般從存在。


泡利是個天才,看誰都蠢,瞅著海森堡蠢,瞅著克羅尼格也笨。



此文紀念一下悲催的克羅尼格。


今天大哥對他的賢良淑德的好媳婦產生了一絲情誼,這篇圖片在車上晃晃悠悠的描出來,wuat are u 弄啥嘞~~~


相關焦點

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    (BRIGHTERORANGE & ENOCH LAU/WIKIMDIA COMMONS)如果不是泡利不相容原理,我們宇宙中的物質會以一種截然不同的形式表現出來。你看,電子就是一種費米子的例子。每個電子基本上與宇宙中的每個其他原子相同,具有相同的電荷、質量、輕子數、輕子族數和內在角動量(或自旋)。
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  • 頑抗"電子自旋", 最後卻無條件投降|沃爾夫岡 · 泡利
    1924年發現「泡利不相容原理」,1930年提出了中微子假設,1945年因「泡利不相容原理」獲諾貝爾物理學獎。泡利以嚴謹博學而著稱,也以尖刻和愛挑刺而聞名。不過他一生也有反對錯了的事情。泡利犯的錯誤都很有戲劇性,讓我們深切感受到了那個物理大師及物理成果輩出的年代,給人以深刻的啟迪。
  • 1.16 不相容原理!
    1925年1月16日,泡利不相容原理瑞士籍奧地利理論物理學家,量子力學研究先驅者之一沃爾夫岡·泡利(Wolfgang Pauli,
  • 諾貝爾物理學獎得主泡利與《泡利物理學講義》
    沃爾夫岡·泡利(Wolfgang E.Pauli,1900年4月25日-1958年12月15日),奧地利理論物理學家,量子力學研究先驅者之一。1945年,在愛因斯坦的提名下,他因「泡利不相容原理」而獲得諾貝爾物理學獎。泡利不相容原理涉及自旋理論,是理解物質結構乃至化學的基礎。
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    泡利對物理學有全面的理解,對近代物理的創立有全面的貢獻,是不相容原理 (第四量子數概念) 的提出者和中微子的預言者,是量子場論的奠基人之一,證明了自旋-統計定理,他被譽為「把自己點化成了方程的人」 和「物理學的良知」。回顧泡利的成長曆程與學術貢獻,對於 (天才) 兒童教育、(優秀) 學者自我修養甚至於國家層面上如何造就 (合格) 科學家,都有啟發性的意義。
  • 泡利處處不相容
    說話的人是沃爾夫岡·泡利(Wolfgang Pauli),他最佩服的科學家正是愛因斯坦,但這並不影響他對愛因斯坦作出這樣的評價。而愛因斯坦和他那個時代的物理學家,也再熟悉不過這個人說話的口吻。  1925年,這個只有25歲的奧地利年輕人,通過計算發現,「在一個原子中,絕不能有兩個或兩個以上的同種電子」。這便是後來著名的「泡利不相容原理」。
  • 統一路 10-自旋的奧秘
    泡利在1925年提出不相容原理【2】,於1945年,由愛因斯坦提名而因為此項成就獲得諾貝爾物理獎。泡利不相容原理大概表述如下:電子在原子中的狀態由四個量子數(n、l、j、mj)決定。在外磁場裡,處於不同量子態的電子具有不同的能量。
  • 喜歡評論的大師泡利
    泡利還加上一條普遍原理,即「泡利不相容原理」。它和之後更精巧的理論相比,幾乎同樣清晰地闡述了原子分子理論。運用在量子物理中非同尋常的簡單自由度,泡利斷言,原子中每個電子所佔據的狀態的四個量子數必須是唯一的:在同一原子中,沒有兩個電子可以佔據同一個狀態,即不可能有兩個狀態用同樣的四個量子數表徵。「泡利原理」在1925 年提出,時間早於海森伯提出量子力學。
  • 人有穿過牆壁的超能力,就違背了泡利不相容原理,那世界就亂套了
    理論上,如果你現在試著把你的手放進電風扇內,手和扇葉不可以同時在同一個地方。還是那句話千萬不要著急去試試啊,只是理論而已。任何兩樣東西都不可能同時在同一個位置,即使電子也是如此,這個就是泡利不相容原理,即兩個電子處於相同的量子態,其波函數相反,因此總波函數為零,也就是說兩個電子處於同一狀態的概率為0。也就是說沒有兩個電子可以處在同樣的位置或者結構中。也就是為啥我們不能穿過牆壁的原因。
  • 與海森堡師出同門-毒舌泡利的「電子自旋」
    不過即使聰明如海森堡,卻也經常遭受泡利的臭罵。海森堡在獲得諾獎後,曾笑著對記者坦言泡利不止一次地罵他「你是個徹頭徹尾的蠢驢」。然而這個「蠢驢」卻先於他的師兄做出了重大發現,這當然讓泡利很是鬱悶。不過,幾個月後(確切的時間是1925年1月16日),泡利終於還是提出了著名的「泡利不相容原理」。
  • 比上帝還挑剔的人——嚴謹博學卻尖酸刻薄沃爾夫岡·泡利
    沃爾夫岡·泡利美籍奧地利科學家、物理學家。泡利於1953年當選為倫敦皇家學會院士,還當選為瑞士物理學會,美國物理學會和美國科學促進協會會員,泡利因在理論物理學方面的非凡成就而被授予馬克斯·普朗克獎章。但是對科學這樣保持嚴謹態度的人,有時也會出錯——泡利在電子自旋上就出現了錯誤。電子自旋當今被敘述成是由荷蘭物理學家烏侖貝克和古茲米特首先提出的。但其實不是這樣的,德國物理學家克羅尼格比這早之前就提出了電子自旋的假設,而且他的想法比烏侖貝克和古茲米特得更周詳與更具有說服力。
  • 關於量子力學的基本原理
    泡利在1925年的論文中並沒有說明為什麼自旋為半整數的費米子遵守泡利不相容原理。 泡利不相容原理引申出的全同性原理,其數學表述是:多粒子體系的波函數對於同種粒子的交換不導致新態,因而必須或者是對稱的或者是反對稱的,前者稱為玻色子,而後者稱為費米子。
  • 電子的自旋,你知道多少?
    泡利最大的優點是對前人的假說持懷疑態度,比如他就不喜歡他的同學海森堡提出半整數量子數的概念。我們知道量子數都是正整數,而海森堡為了研究反常塞曼效應引入了1/2這樣的量子數。但是後來了為了和實驗相符,泡利還是使用了半整數量子數。1925年,他得出一個結論,這個結論簡單描述為:在一個原子中不存在兩個狀態相同的電子。
  • 【「自旋」趣事 】電子自旋的由來
    海森堡在獲得諾獎後,曾笑著對記者坦言泡利不止一次地罵他「你是個徹頭徹尾的蠢驢」。然而這個「蠢驢」卻先於他的師兄做出了重大發現,這當然讓泡利很是鬱悶。不過,幾個月後(確切的時間是1925年1月16日),泡利終於還是提出了著名的「泡利不相容原理」。
  • 泡利與反常塞曼效應
    在1924-1925年期間,瑞士理論物理學家泡利被反常塞曼效應搞得困惑不已。泡利接受玻爾的邀請去哥本哈根工作,他寫了兩篇關於反常塞曼效應的文章,但均不滿意。在1922-23年期間,他經常為了這個問題缺少近戰而苦悶,有一天,他的同事看見他在哥本哈根一條漂亮的小街上漫無目的的遊蕩。