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相位因子

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量子力學裏,相位因子是一個絕對值為 1 的複數因子。假若,兩個量子態 機率相等:

則這兩個量子態只差別於相位因子 ,也就是說,

其中, 是某相位

相位因子本身沒有什麼特別的物理意義。因為,量子態 的機率相等。可是,兩個互相作用的量子態的相位差別,會有很重要的物理效應。

雙縫實驗草圖,從光源 散發出來的單色光,照射在一座有兩條狹縫 的不透明擋牆 。在擋牆的後面,設立了一個照相底片或某種偵測屏障 ,用來紀錄到達 的任何位置 的光波數據。最右邊黑白相間的條紋,顯示出光波在偵測屏障 的干涉圖樣

如右圖,在雙縫實驗裏,假設只開啟狹縫 1 ,而狹縫 2 是關閉的。設定通過狹縫 1 後,抵達偵測屏帳的量子態為 ,機率為 。類似地,假設只開啟狹縫 2 ,而狹縫 1 是關閉的。狹縫 2 的量子態為 ,機率為 。但是,當兩個狹縫都開啟時,抵達偵測屏帳的機率並不是兩個機率的總和

當兩個狹縫都開啟時,抵達偵測屏帳的量子態為

機率幅的絕對值平方,就是抵達偵測屏帳的機率

假設狹縫的縫寬 超小於波長到我們不會察覺出 單狹縫繞射的程度。那麼,在線段 以直角相交於偵測屏帳的那一點附近, 。對於這狀況,兩個機率幅只相差於相位因子

所以,我們可以將機率 寫為

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