在量子力学里,相位因子是一个绝对值为 1 的复数因子。假若,两个量子态
与
的概率相等:
;
则这两个量子态只差别于相位因子
,也就是说,
;
其中,
是某相位。
相位因子本身没有什么特别的物理意义。因为,量子态
与
的概率相等。可是,两个互相作用的量子态的相位差别,会有很重要的物理效应。
双缝实验草图,从光源
散发出来的单色光,照射在一座有两条狭缝
与
的不透明挡墙
。在挡墙的后面,设立了一个照相底片或某种侦测屏障
,用来纪录到达
的任何位置
的光波数据。最右边黑白相间的条纹,显示出光波在侦测屏障
的干涉图样
如右图,在双缝实验里,假设只开启狭缝 1 ,而狭缝 2 是关闭的。设定通过狭缝 1 后,抵达侦测屏帐的量子态为
,概率为
。类似地,假设只开启狭缝 2 ,而狭缝 1 是关闭的。狭缝 2 的量子态为
,概率为
。但是,当两个狭缝都开启时,抵达侦测屏帐的概率并不是两个概率的总和
:
。
当两个狭缝都开启时,抵达侦测屏帐的量子态为
。
这概率幅的绝对值平方,就是抵达侦测屏帐的概率
:
。
假设狭缝的缝宽 超小于波长到我们不会察觉出 单狭缝衍射的程度。那么,在线段
以直角相交于侦测屏帐的那一点附近,
。对于这状况,两个概率幅只相差于相位因子
:
。
所以,我们可以将概率
写为
。