下列何種現象無質能互換（mass energy conversion）？
詳細解析
本題觀念
質能互換是指粒子的靜止能量與其他形式的能量可依 E = mc² 互相轉換；判斷這類題目時，要問的是有沒有粒子的靜止能量被產生或消失，而不是只要看到能量重新分配，就把所有現象都視為質能互換。核蛻變、成對效應與互毀都涉及核子或粒子靜止能量的變化，光電效應則主要是入射光子把能量轉移給原本存在的束縛電子。
光電效應的能量關係為 K = hν − E_B，入射光子的能量分成電子脫離束縛所需的束縛能與逸出電子的動能。電子並非由光子新生成，光子的能量也沒有轉成一對具有靜止能量的粒子，所以它是本題所問的無質能互換現象。
選項分析
A. 核蛻變：適當列為有質能互換。母核與產物核的能量差可轉成子核、α 粒子或其他衰變產物的動能，也可能以輻射能釋放；這是核內能量差造成的能量變化。
B. 光電效應：正確答案。光子被原子吸收，原本存在的束縛電子獲得能量並離開原子。能量用於克服束縛能，剩餘部分成為電子動能，沒有電子或正電子的靜止能量被新生成或消失，因此不屬於本題所說的質能互換。
C. 成對效應：適當列為有質能互換。高能光子在原子核附近可轉成電子與正電子，至少需要 1.022 MeV，亦即兩個 0.511 MeV 的電子靜止能量；這是能量轉成粒子靜止能量的典型例子。
D. 互毀：適當列為有質能互換。電子與正電子相遇後消失，靜止能量通常轉成兩個方向相反、各約 511 keV 的光子；這是粒子靜止能量轉成光子能量的典型例子。
答案解析
本題依公告答案選 B。光電效應雖然會發生光子能量轉移、電子動能增加，但電子原本就存在於原子中，沒有發生粒子靜止能量的產生或湮滅。這點與成對效應不同：成對效應是光子提供至少 1.022 MeV 來建立電子與正電子的靜止能量。互毀則是相反方向，電子與正電子的靜止能量轉為光子能量；核蛻變則由核內能量差供應衰變能。
因此，解題不要把「光子被吸收」直接等同於質能消失，也不要把所有能量守恆的交互作用都稱為質能互換。應檢查反應前後是否有粒子種類與靜止能量的實質變化。
核心知識點
- 光電效應公式 K = hν − E_B，描述光子能量在束縛能與電子動能間的分配，不是產生電子的新靜止能量。
- 成對效應至少需要 1.022 MeV，因為要提供電子與正電子兩者的靜止能量。
- 互毀通常產生兩個 511 keV 光子，反映電子與正電子靜止能量轉成輻射能。
- 核蛻變的 Q 值來自母核與產物核的能量差，能量可分配給粒子動能、γ 射線或其他輻射。
- 判斷質能互換時，先看粒子是否生成或消失，再區分單純的能量轉移、散射或吸收；這能避免把光電效應和成對效應混淆。