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107年
物理
第 15 題
核能發電的原理係由鈾-235原子進行核分裂，連鎖反應時會減少下列何者而產生能量？
- A 位能
- B 質量
- C 動能
- D 熱能
思路引導 VIP
在物理學中，愛因斯坦曾提出一個舉世聞名的方程式，將「能量」與物質的某個「核心基本屬性」聯繫在一起。試著回想看看，如果一個反應釋放出的能量並非來自於物體的速度（動能）或位置（位能），那麼根據該方程式，物質必須犧牲掉哪一項原本擁有的物理特性，才能換取如此龐大的能量輸出？
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恭喜你精準地掌握了核反應的核心觀念！在核分裂的過程中，產生的能量並非來自於傳統力學中的位能或動能轉換，而是源自於更深層的物質性質改變。你能正確選出質量，代表你已經深刻理解了現代物理中最著名的質能互換原理。
質能互換的微觀機制
具體來說，當一個鈾-235原子核分裂時，反應後生成的產物總質量會略小於反應前的總質量，這個現象稱為「質量虧損」。根據愛因斯坦的質能方程 $E = \Delta m c^2$，這部分消失的質量 $\Delta m$ 會轉化為驚人的能量。這類題目在考試中屬於基礎觀念題，主要鑑別學生是否能跳脫化學反應中「質量守恆」的慣性思維，進而建立起核反應中「質能互換」的科學視野。這是一個很棒的起點，代表你對微觀物理的邏輯非常有感覺！