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In fisica le trasformazioni di Lorentz, formulate dal fisico Hendrik Antoon Lorentz, sono trasformazioni lineari di coordinate che permettono di descrivere come varia la misura del tempo e dello spazio tra due sistemi di riferimento inerziali, cioè sistemi in cui l'oggetto della misura è in moto rettilineo uniforme rispetto all'osservatore. Albert Einstein ricavò a sua volta le trasformazioni di Lorentz nell'articolo sulla relatività ristretta del 1905 postulando la costanza della velocità della luce in ogni sistema di riferimento e la validità della relatività galileiana. Il fatto che l'equazione delle onde si conservi sotto trasformazione di Lorentz permette di scrivere le equazioni di Maxwell dell'elettromagnetismo in una forma invariante nel passaggio tra due sistemi di riferimento in moto relativo tra loro. Questo ha rimosso le contraddizioni esistenti tra elettromagnetismo e meccanica classica e spiegato i risultati nulli dell'esperimento di Michelson-Morley. Il gruppo delle trasformazioni di Lorentz, pur comprendendo anche le classiche rotazioni degli assi spaziali, è caratterizzato dalla presenza dei boost (letteralmente in italiano "spinta"), cioè le trasformazioni fra due sistemi inerziali in moto relativo fra loro. Tali trasformazioni consistono essenzialmente in rotazioni che coinvolgono anche l'orientamento dell'asse temporale.

La massa (dal greco: μᾶζα, máza, torta d'orzo, grumo di pasta) è una grandezza fisica propria dei corpi materiali che ne determina il comportamento dinamico quando sono soggetti all'influenza di forze esterne. Nel corso della storia della fisica, in particolare della fisica classica, la massa è stata considerata una proprietà intrinseca della materia, rappresentabile con un valore scalare e che si conserva nel tempo e nello spazio, rimanendo costante in ogni sistema isolato. Inoltre, il termine massa è stato utilizzato per indicare due grandezze potenzialmente distinte: l'interazione della materia con il campo gravitazionale e la relazione che lega la forza applicata a un corpo con l'accelerazione su di esso indotta. Tuttavia, è stata verificata l'equivalenza delle due masse in numerosi esperimenti (messi in atto già da Galileo Galilei per primo).Nel quadro più ampio della relatività ristretta, la massa relativistica non è più una proprietà intrinseca della materia, ma dipende anche dal sistema di riferimento in cui viene osservata. La massa relativistica m {\displaystyle m} è legata alla massa a riposo m 0 {\displaystyle m_{0}} , cioè la massa dell'oggetto nel sistema di riferimento in cui è in quiete, tramite il fattore di Lorentz γ {\displaystyle \gamma } : m ( v ) = γ m 0 = 1 1 − ( v / c ) 2 m 0 {\displaystyle m(v)=\gamma \,m_{0}={\frac {1}{\sqrt {1-(v/c)^{2}}}}\;m_{0}} .Poiché la massa relativistica dipende dalla velocità, il concetto classico di massa risulta modificato, non coincidendo più con la definizione newtoniana di costante di proporzionalità fra la forza F applicata a un corpo e l'accelerazione a risultante. Diviene invece una grandezza dinamica proporzionale all'energia complessiva del corpo, tramite la famosa formula E = mc². La conservazione dell'energia meccanica comprende ora, oltre all'energia cinetica e all'energia potenziale, anche un contributo proporzionale alla massa a riposo m0, quale ulteriore forma di energia. L'energia totale relativistica del corpo, data da E = mc², comprende sia l'energia cinetica K sia quella relativa alla massa a riposo, E0 = m0c². A differenza di spazio e tempo, per cui si possono dare definizioni operative in termini di fenomeni naturali, per definire il concetto di massa occorre fare esplicito riferimento alla teoria fisica che ne descrive significato e proprietà. I concetti intuitivi pre-fisici di quantità di materia (da non confondere con quantità di sostanza, misurata in moli) sono troppo vaghi per una definizione operativa, e fanno riferimento a proprietà comuni, l'inerzia e il peso, che vengono considerati ben distinti dalla prima teoria che introduce la massa in termini quantitativi, la dinamica newtoniana. Il concetto di massa diventa più complesso al livello della fisica subatomica dove la presenza di particelle elementari con massa (elettroni, quark, ...) e prive di massa (fotoni, gluoni) non ha ancora una spiegazione in termini fondamentali. In altre parole, non è chiaro il perché alcune particelle siano dotate di massa e altre no. Le principali teorie che cercano di dare una interpretazione alla massa sono: il meccanismo di Higgs, la teoria delle stringhe e la gravità quantistica a loop; di queste, a partire dal 4 luglio 2012 grazie all'acceleratore di particelle LHC, soltanto la Teoria di Higgs ha avuto i primi riscontri sperimentali.

In fisica, la forza di Lorentz, il cui nome è dovuto al fisico olandese Hendrik Lorentz, è la forza che si esercita su un oggetto elettricamente carico per effetto di un campo elettromagnetico.Si tratta della forza subita da una carica che si muove in un campo magnetico e in un campo elettrico. Il contributo dovuto all'interazione con il campo elettrico è direttamente proporzionale al valore della carica dell'oggetto e ha la stessa direzione del campo elettrico, mentre il contributo dovuto all'interazione con il campo magnetico è proporzionale sia alla carica, sia alla velocità dell'oggetto ed è ortogonale sia alla direzione del moto sia a quella del campo magnetico. Pertanto, se la velocità è parallela al campo magnetico l'interazione con il campo magnetico è nulla; in ogni caso, la forza con cui la particella carica in movimento interagisce con il campo magnetico non compie lavoro, ma ha effetto solamente sulla direzione del moto. Alcuni autori con il termine "forza di Lorentz" indicano la forza associata al solo campo magnetico, e la forza risultante di entrambi i contributi è detta talvolta "forma generale della forza di Lorentz" o "forza di Lorentz generalizzata". È alla base di molte tra le applicazioni tecnologiche che sfruttano l'interazione elettromagnetica, per esempio il ciclotrone e altri acceleratori di particelle, il magnetron, lo spettrometro di massa e il microscopio elettronico.