视频字幕
电磁场是物理学中的基本概念。静止的电荷周围存在电场，电场线从正电荷向外辐射。当电荷开始运动时，情况变得更加复杂：运动的电荷不仅产生电场，还会产生磁场。磁场以同心圆的形式围绕运动电荷分布。这个基本事实揭示了电场和磁场之间存在深刻的内在联系。
狭义相对论建立在两个基本假设之上。第一个是相对性原理：物理定律在所有惯性参考系中都具有相同的形式。第二个是光速不变原理：光在真空中的传播速度对所有惯性观察者都是常数。这个时空图展示了不同参考系中的时空坐标。黄色的光锥表示光信号的传播路径，蓝色和红色直线代表不同的惯性参考系。同一个事件在不同参考系中具有不同的时空坐标，但物理定律保持不变。
洛伦兹变换是狭义相对论的核心数学工具。从光速不变原理出发，我们可以推导出时空坐标的变换公式。空间坐标变换为x'等于γ乘以x减vt，时间坐标变换为t'等于γ乘以t减vx除以c平方。其中γ是洛伦兹因子，等于1除以根号下1减v平方除以c平方。这些变换导致了长度收缩和时间膨胀效应。运动物体的长度会收缩为静止长度除以γ，而运动时钟的时间间隔会膨胀为静止时间乘以γ。