愛因斯坦弄錯了、卻又留下重大貢獻的實驗？磁性和「旋轉」之間的神秘關係｜量子熊 ✕ 龍騰文化

愛因斯坦弄錯了、卻又留下重大貢獻的實驗？磁性和「旋轉」之間的神秘關係｜量子熊 ✕ 龍騰文化｜

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2 ай бұрын

量子熊 ✕ 龍騰文化
今天聊聊愛因斯坦唯一的實驗🔬，以及他和德哈斯的電子自旋奧秘！🌀
你知道嗎？愛因斯坦其實做錯了一部分？🧐
但這不影響他在科學界的地位。讓我們解開真相🕵️‍♂️
為什麼這個獨特的實驗設備在法國的安培博物館中被塵封多年，最近才重見天日？🏛️
他們的實驗證明了電子自旋與磁矩的緊密聯繫
儘管愛因斯坦以為他證實了安培的『分子電流』概念
這仍然是物理學的一大亮點✨
想知道更多？快來觀看完整的影片🎥
看看磁性和「旋轉」之間的神秘關係！🌟
最有趣的科學傳播，一起來 quantum PAY 一下吧！
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🎙Podcast 熱血科學家的閒話加長 scientists543.soci.vip/
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Пікірлер: 84

@paddycup1 Ай бұрын

很少在 youtube 聽到如此中氣十足的說話方式，感覺真像回到大學上課

@LiverFritter Ай бұрын

這一系列「原子的秘辛」影片，真的非常值得二刷、三刷多刷呀。等到系列片告一段落，一定從頭開始再看幾次，補足遺漏或不懂之處。

@QuBear2023 Ай бұрын

感謝您的大力支持啊！

@LiverFritter Ай бұрын

@@QuBear2023 感謝兩位老師不吝賜教啊。另外想請教延伸的問題，就是類似發電機和馬達裡面使用的永久磁鐵，它真的是「永久」的嗎？會在持續發電很長時間之後就失去磁性嗎？如果兩塊永久磁鐵像磁鐵磨鐵釘那樣互磨，那它們的磁性是會彼此增強？還是彼此削弱呢？希望老師們日後有機會可以在影片中告訴大家這些攸關生活，卻又鮮為人知的物理小秘密，謝謝。

@user-ot7jw2ks5g Ай бұрын

我讀文藻法文系，但只攻語言，物理只有國中程度，就算去了安培博物館，如果沒有您們的視頻解說，法文導覽依舊會是有聽沒有懂呀！發現有了這個頻道，能夠跟小孩解釋電磁學，真是鬆了我一大口氣，她們正好小學在做電生磁的那個小實驗。感謝您們😊

@QuBear2023 Ай бұрын

感謝分享與支持 😄

@thomaslee9048 2 ай бұрын

26:50 身為有一分證據說一分話的科學節目觀眾，我必須要說: 就我所知，兩位老師沒有到處黑物理學家，只有在這個頻道黑😂

@zoeliu6072 2 ай бұрын

😂 討論很重要啦

@Puyggh768 Ай бұрын

對我這外行人來說，解釋的很詳細，可是看了這實驗會真以為電子真的有在旋轉，但電子應該還是沒有真正的在旋轉，否則電子就應有體積，電子沒旋轉卻有角動量，這必然牽扯到更深層的問題。

@QuBear2023 Ай бұрын

是的，自旋是相對論+量子力學的產物，確實很深刻～

@TozoKoyasu Ай бұрын

是不是可以拿超弦理論的額外緯度來看自旋。當然是數學性的，不是真的有額外緯度。

@rswaremember4208 Ай бұрын

對自旋更了解感謝量子熊!

@QuBear2023 Ай бұрын

不客氣 😄

@user-xg6rz9hu9r Ай бұрын

我是做磁記憶體相關研究的學生，過去對自旋角動量概念一直感到困惑，感謝量子熊的解說！

@QuBear2023 Ай бұрын

感謝您的鼓勵與支持 😁

@zoeliu6072 2 ай бұрын

真棒，我就想看到有人討論愛因斯坦在理論上有哪些錯謬之處。🤓

@QuBear2023 2 ай бұрын

感謝您的支持😄

@user-wu3gj4et7n Ай бұрын

雙雄加油！支持你們倆！

@QuBear2023 Ай бұрын

感謝您的支持！

@user-ss4nu3pg7n Ай бұрын

😂也太歡樂了，呼

@QuBear2023 Ай бұрын

是啊，歡樂量子熊😁

@bw8701 2 ай бұрын

謝謝兩位老師的解說！其實我還是覺得如果採用內稟磁矩，而不直接使用內稟角動量的觀點，可以讓我們得到另一個角度的詮釋，缺點當然是計算可能會比較不方便，不過對我這個外行人來說，重要的其實是「圖像」，而且最終還是可以兜回自稟角動量的方式。對我而言，「粒子」或「點粒子」是一個很方便計算的想法，卻同時也是個失敗的圖像。事實上，我們無法獲知基本粒子的圖像，而只能偵測到粒子表現出來的現象，那麼內稟磁矩似乎比內稟角動量更為直觀。以光子與電子來說，光子的電場與磁場呈現變動狀態，電子的電場與磁場則有固定方向，從二者場的差別來看，二者的差別很可能就是幾何上旋轉的差異，而這個旋轉的差異很可能就是目前所定義的內稟角動量。以上是我胡思亂想的結果，不知道這樣的理解有沒有問題？

@QuBear2023 2 ай бұрын

感謝分享。由於光子不帶電，因此只有自旋並無磁矩喔

@bw8701 2 ай бұрын

@@QuBear2023 感謝指出我不熟悉的地方，請問光子的自旋會造成什麼現象呢？我知道似乎與偏振有關係，但為什麼值是1呢？(我知道規範玻色子自旋是1，但不清楚細節) 事實上，我還是把光子視為電磁波的一小份(而且我的理解是，之所以光是量子化的，主因是我們偵測光都需要電子的作用)。因此對於光子，我思考的還是電場與磁場呈現變動狀態，平均起來是不帶電也沒有磁矩，這樣的理解對嗎？謝謝。

@chungkao1604 Ай бұрын

@@bw8701 玻色子的自旋是整數，光子的自旋為一是整數，是玻色子。希格斯粒子自旋為零，也是玻色子。光子的角動量很重要，電子幅射前後的角動量不同，差的就是光子的角動量。光子是靜止質量為零的規範粒子，它的縱向自旋，就是平行或反平行於它的傳播方向的自旋為零。光子是電磁場量子化後的激發態，不必平均，它本身本來就沒有電荷也沒有磁矩。另外一點，中子總電荷為零，但是磁矩很大，那是因為中子不是基本粒子，是夸克組成，夸克有電荷也有自旋，所以有磁矩。

@bw8701 Ай бұрын

@@chungkao1604 感謝您耐心的指正！我還有個疑問：我們如何測量單一電子輻射前後的自旋角動量呢？或者說，我們如何辨識出自旋方向是否改變了呢？(會這樣問是因為我以為電子的自旋方向平時是處於疊加態) 另外，我知道光子本身在定義上是沒有磁矩與帶電的，所以用平均的詞語確實不嚴謹。不過我想表達的是，我在構建圖像時，會傾向把光子看成電磁波動的量子形式，而非把光子看成電磁場量子化後的激發態。因為更確切的說，我打從心底認為電子和光子應該是同一種場的不同表現形式(大膽的猜測，二者的差別或許在於時空幾何上的差異，包括我們測量到的自旋與質量，質量則涉及能量對宏觀時空的彎曲)，所以光子與正負電子可以互相轉換。如果為玻色子與費米子各自定義量子場，確實已經能很好的描述各種現象，可是並不能說服我從根本上接受這個理論。

@chungkao1604 Ай бұрын

電子與光子不是一種場的不同表現方式，它們的羅倫茲群表現不同，它們滿足不同的對易關係，它們滿足不同的統計行為。正負電子對滅後成為能量可以轉化成任何對稱性允許的東西，並不構成它們都必需是相同的理由，否則電子何不直接變成光子? 此外，好的物理不在乎圖像，人類腦中的圖像既不準確也不嚴謹。

@cameraman99 Ай бұрын

安培博物館在美食之都里昂北邊十多公里的鄉下，可惜附近沒什麼星級餐廳，回里昂吃比較實在

@QuBear2023 Ай бұрын

感謝分享 😁

@kelvinchow3663 2 ай бұрын

yes, we did ask lecture about the angular momentum S. Your video is really good

@QuBear2023 2 ай бұрын

Thanks for your support.

@user-ld6cj1yj5t 2 ай бұрын

一個想法，既然電力可以通過綫圈轉化爲電磁場，變壓器原理，那麽我們可以不可以利用地球磁場而轉化爲電力，大型特斯拉綫圈是不是可行的？

@QuBear2023 2 ай бұрын

理論上可行，一起來想想辦法 😁

@shitephen Ай бұрын

老師的口氣好寶傑

@ciao3026 Ай бұрын

背景換了，有一塊巨大的板子。好像也不錯

@user-tb7qz8jn9g 2 ай бұрын

實驗中鐵會旋轉主要來自電子繞核的角動量還是電子本身的角動量? 比例大概多少?

@user-gv6xe1le6s 2 ай бұрын

鐵的磁化約有96%是因為電子自旋，4%來自繞核運動，所以應該就差不多是這個比例

@hbw8872 Ай бұрын

电子的内禀角动量，有更进一步的资料可以解释吗

@QuBear2023 Ай бұрын

MAD阿文老師講完矩陣力學後，會有「自旋物語」，敬請期待😁

@daphnehsu5726 2 ай бұрын

太棒了！ Tres Bien!! （法文） Sehr Gut!!! （德文）

@user-gv6xe1le6s 2 ай бұрын

3:11 "1879年3月14日，愛因斯坦出生在德意志帝國符騰堡王國烏爾姆" (Wiki上面講的😆)

@user-ld6cj1yj5t 2 ай бұрын

窄磁力差轉換電力應該也有可行

@kjz713 2 ай бұрын

今天才知道這好頻道

@QuBear2023 2 ай бұрын

感謝支持😄

@user-zy3sh8fi2z Ай бұрын

與其說是愛因斯坦唯一的實驗，不如說這是愛因斯坦唯一證明他會做實驗的證據，不然後人會以為理論物理學家都不做實驗的。

@QuBear2023 Ай бұрын

豪豬教授不服氣，說他也會做實驗 🤣

@hck314159 2 ай бұрын

如果自旋引入超弦理論是否就能避免超光速的問題？

@QuBear2023 2 ай бұрын

沒辦法喔

@user-rj9jy3oj7b 2 ай бұрын

聊外太空的同時是不是也應該套用到行天宮不然一般的民眾不知道要拿香往哪拜

@a8864666 Ай бұрын

所以特斯拉當年在芝加哥博覽會上展示的哥倫布蛋(Egg of Columbus)也是這個原理嗎？

@QuBear2023 Ай бұрын

應該不是喔

@user-Loki-young0515 Ай бұрын

爱因斯坦的实验无法证明角动量来自于电子绕核还是自旋。

@QuBear2023 Ай бұрын

確實，軌道與自旋角動量都可以轉變成物體的轉動

@eeio1k994 Ай бұрын

26:48 物理學家黑物理學家... 還好啦...就只是同行相忌而已 ... 🤣🤣 只是自古物理學家相輕而已 ... 🤣🤣 三國魏·曹丕《典論·論文》：“文人相輕，自古而然。” ... 🤣🤣

@kuomacy4619 Ай бұрын

電子的磁矩為什麼不是與"電子的軌道角動量"成正比，只與"電子的自旋角動量"成正比?

@QuBear2023 Ай бұрын

這裡討論的是自旋造成的磁矩，但電子的軌道角動量也會有相對應的磁矩，無誤 😁

@kuomacy4619 Ай бұрын

@@QuBear2023 這個實驗裝置有趣的地方在於，他可以呈現出"鐵棒旋轉時的總角動量"和"電子的總角動量"之間的關係。或更精確地說是"鐵棒旋轉時的總角動量"和"原子的總角動量"之間的關係因此，如果電子的總角動量是自旋角動量和軌道角動量的總和，則愛因斯坦就不能只討論電子軌道磁矩和軌道角動量之間的關係，這也是為什麼科學界認為愛因斯坦的實驗有錯的原因。同樣的道理，當我們介紹此實驗時，如果我們只討論電子自旋磁矩和自旋角動量間的關係，是否我們也錯了?

@moooo8272 Ай бұрын

據說是個真實事件：有個小朋友拿著一台發條玩具汽車、問愛因斯坦這車為什麼會跑、愛因斯坦跟他解釋了彈力位能、齒輪等等作用. 小朋友又說、你能幫我拆開它看看是不是真的這樣嗎？愛因斯坦說、我去抽煙斗、順便思考一些問題了. （俺動腦不動手的😂😂😂）

@QuBear2023 Ай бұрын

感謝您的分享😁

@user-tb7qz8jn9g 2 ай бұрын

我自己高速自轉的話，身上的電子會讓我產生磁矩嗎?

@politicalwrong3289 2 ай бұрын

會的，但質子也會產生磁場，會抵消掉。地球就是自轉產生磁場的例子。

@zoeliu6072 2 ай бұрын

@@politicalwrong3289是這樣啊😮

@hck314159 Ай бұрын

加磁場後就會旋轉，那不就成了永動機？

@QuBear2023 Ай бұрын

這只是角動量的轉換，遵循角動量守恆，不是永動機喔

@hck314159 Ай бұрын

@@QuBear2023 那表示旋轉的金屬仍會因為磿擦力而停止？那內部電子的角動量呢？會消失嗎？

@do4192 Ай бұрын

應該是指旋轉的物體會因為角動量守恆不會停下，但因為過程不涉及能量轉換，所以熱力學第二定律不適用

@Yangming1 2 ай бұрын

用实验证明了电子的自旋带有角动量，真的很了不起。

@QuBear2023 2 ай бұрын

是啊～

@hiruwang3661 2 ай бұрын

雖然我不是本科，也喜歡看量子熊😂

@QuBear2023 2 ай бұрын

感謝您的鼓勵與支持

@kuomacy4619 Ай бұрын

愛因斯坦進行實驗的當下，科學界並不知道有電子自旋存在，所以愛因斯坦當時討論的是電子的軌道磁矩和電子的軌道角動量的關係。在量子力學中，電子的軌道磁矩和電子的軌道角動量的關係式中，g factor 的確是1，這與愛因斯坦得到的關係式是相同的。後來的科學界得知電子除了有軌道角動量外，也有自旋角動量，進而推測愛因斯坦的實驗結果應該要符合總磁矩(軌道磁矩+自旋磁矩) 和總角動量(軌道角動量+自旋角動量)的關係才對，而非僅僅是電子的軌道磁矩和電子的軌道角動量的關係，所以科學界認為愛因斯坦當年的實驗結果是錯誤的。簡言之如果鐵棒的旋轉的確是與"軌道角動量+自旋角動量"有關，建議量子熊應再製作一集影片說明，否則大家會以為鐵棒的旋轉只與"自旋角動量"有關。另外，建議量子熊在說明此實驗有錯的同時，也要介紹科學家重新進行此實驗所得到的結果，讓大家知道"總磁矩和總角動量"的關係到底應該是多少，這樣大家才能真的"看到"愛因斯坦的實驗與後來的實驗的差異。

@QuBear2023 Ай бұрын

感謝您專業的建議！

@user-gv6xe1le6s Ай бұрын

鐵的磁化強度有96%來自於自旋，4%來自於軌道，所以如果實驗精準的話，實驗上量到的g應該還是很接近2（其實是1.9左右），所以愛因斯坦-德哈斯當年的誤差還是大了點。😆