質能守恆是什麼意思

質能守恆(Conservation of mass-energy)是物理學中的一個基本原理,它指出宇宙中的總質量和總能量在不受外力的條件下是守恆的,既不會憑空產生,也不會憑空消失,只會從一種形式轉換為另一種形式,或者在物體之間轉移。這個原理是從更基本的兩個守恆定律推導出來的:質量守恆定律和能量守恆定律。

質量守恆定律指出,在化學反應中或物理過程中,參加反應的各物質的質量總和等於反應後生成物的質量總和。這意味著質量不會憑空產生或消失,它只會轉移或轉化為其他形式。

能量守恆定律指出,能量也不能憑空產生或消失,它只能從一種形式轉換為另一種形式,或者在不同的物體或系統之間轉移。能量的不同形式包括動能、勢能、熱能、電能、光能、化學能等等。

在愛因斯坦的相對論中,質量和能量被視為同一實體的不同表現形式,這可以用著名的質能方程來表達:E = mc²,其中E是能量,m是質量,c是光速。這個方程表明,質量可以轉換為能量,反之亦然,而且轉換的係數是光速的平方,這意味著即使是微小的質量也可以轉換為巨大的能量。

質能守恆原理是現代物理學的基礎之一,它適用於所有的物理過程和所有的物質和能量形式,無論是在宏觀的層面還是在微觀的層面。