相对论
质能等价
将质量变化与静能 ΔE = Δm c² 联系起来，并区分模拟过程中的守恒条件。 测量能量变化和等效质量，检验 .
⚠ 此处质能转换与粒子反应仅为概念模拟；不要操作辐射源。
器材
- 物体吸收能量模型及光子转化为 e⁻e⁺ 对过程
- 能量 E、物体质量 M 对数滑块及过程选择器
实验步骤
比较两种转化过程
在“物体吸收能量”模式中用对数滑块调节 E 和 M，查看等效质量 Δm = E/c²，并注意符号以区分吸收和释放能量。切换到“光子产生 e⁻e⁺ 对”，将 E 增至成对产生阈值 2mₑc² = 1.022 MeV 以上，考察最低能量条件。该转化用于说明能量–动量守恒；单个光子不能在真空中独自产生粒子对。 将显示的数据与下式比较： .
检验等效质量
在能量吸收模式下逐步改变 E，记录显示的 Δm。用公式 独立计算，检验等效质量随增加的能量成比例增长。
检验成对产生阈值
选择光子模式，将 E 从 阈值以下逐步提高到阈值以上。记录模拟显示能量足够的条件，并解释为何要考虑两个粒子的静能和动量守恒。
模拟
实验历史
阿尔伯特·爱因斯坦于1905年发表狭义相对论，并在随后的一篇短文中论证：以辐射形式释放的能量会使物体质量相应减少。这一关系常概括为 E = mc²，其中 c 为光速；它表示静止质量对应静能，并不意味着质量可以不受条件限制地任意转化为能量。
二十世纪的核物理和粒子物理实验确认了质能关系在反应与衰变中的核心作用。电子–正电子对产生至少需要提供二者总静能 2mₑc²，同时满足动量守恒；单个光子不能在真空中独自产生粒子对。此模拟仅概念性展示这些原理，并不代表真实粒子反应。分析这类过程必须把参与粒子的静能、动能和辐射能量一并纳入账目，不能只看单个量的变化。质能等价也使人们能够把微小的质量变化与巨大能量释放联系起来，成为理解恒星、核反应和粒子产生的重要概念工具。
狭义相对论还指出，静止能量与物体的惯性质量相联系，这一关系后来成为核反应能量账目和粒子物理的重要基础。它并不意味着日常物体会轻易把全部质量转成可用能量；模拟显示的是质量差与能量差之间的换算，不能替代对具体反应机制的分析。