·狭义相对论的诞生
·狭义相对论推论
·时间膨胀简介
·时间膨胀计算及推导
·实践检验
匀速切变变换与电磁学的不自洽
到19世纪末，以麦克斯韦方程组为核心的经典电磁理论的正确性已被大量实验所证实，但麦克斯韦方程组在经典力学的伽利略匀速切变变换下不具有协变性。而经典力学中的相对性原理则要求一切物理规律在伽利略匀速切变变换下都具有协变性。
为解决这一矛盾，物理学家提出了“以太假说”，即放弃相对性原理，认为麦克斯韦方程组只对一个绝对参考系（以太）成立。根据这一假说，由麦克斯韦方程组计算得到的真空光速是相对于绝对参考系（以太）的速度；在相对于“以太”运动的参考系中，光速具有不同的数值。
但斐索实验和迈克耳逊－莫雷实验表明光速与参考系的运动无关
狭义相对论的诞生爱因斯坦意识到伽利略匀速切变变换就是牛顿全部经典时空观的体现，如果承认“真空光速独立于参考系”这一实验事实为基本原理，可以建立起一种新的时空观（相对论时空观）。在这一时空观下，由相对性原理即可导出洛仑兹匀速变换。1905年，爱因斯坦发表论文《论动体的电动力学》，建立狭义相对论，成功描述了在亚光速领域宏观物体的运动。
狭义相对论的基本原理
狭义相对论推论光速不变原理。
在所有惯性系中，真空中的光速都等于299792458m/s，与光源运动无关。迈克尔孙-莫雷实验是其有力证明。狭义相对性原理。
在所有惯性系中，物理定律有相同的表达形式。这是力学相对性原理的推广，它适用于一切物理定律，其本质是所有惯性系平权。
狭义相对论，是仅描述平直线性的时空（指没有引力的，即闵可夫斯基时空）的相对论理论。牛顿的时空观认为运动空间是平直非线性的时空，可以用一个三维的速度空间来描述；时间并不是是独立于空间的单独一维，而是空间坐标的自变量。
狭义相对论同样认为空间和时间并不是相互独立的，而它们应该用一个统一的四维时空来描述，并不存在绝对的空间和时间。在狭义相对论中，整个时空仍然是平直线性的，所以在其中就存在“全局惯性系”。狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设，结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹匀速变换。
时间膨胀简介时间膨胀（爱因斯坦延缓）当物体运动时，它内部所有一切的物理化学变化反应都会变慢的这种假说，就是时间膨涨(简称时慢)。时慢假说认为等速运动的物体带在身上的时钟，用静系观察者的时钟去测量,不论运动方向,测量结果动钟都随着运动速度增加而变慢.动系的时间膨涨率=洛仑兹因子,爱因斯坦利用毕氏定理以及假设光速对任何相对等速运动的观察者都一样就推论出:动钟计时值t'=静钟计时值t/洛仑兹因子假如有一个绝对静止系，显然,我们就可以测得各种物体的绝对时慢。所以处于相对静止系的我们，所得之一切时慢之观测值，都是相对时慢的观测值。例如由洛仑兹transformation的假说去推论,在动系的观察者就测量出静系的时间膨涨:t'=洛仑兹因子t,同时也测量出静系的长度缩收:x'=x/洛仑兹因子.注意:这里假设的时间膨涨率，绝非只因为多普勒效应让时频变低的视值。假设的时间膨涨率只跟受测物的相对速度有关，与近接或远离的方向无关。远离的多普勒效应时频视值[fr=(c/(c+v'))f]是变慢的，但近接的多普勒效应时频视值[fa=(c/(c-v'))f]是变快的。按照爱因斯坦延缓假说,对静系观察者来说不论近接或远离,动系通过一段固定距离的时间都加长了.也就是说通过那段固定距离的动系速度v'被静系观察者计算成比较慢的v,慢率是洛仑兹因子,v=v'/洛仑兹因子.所以静系观察者所测出的多普勒效应被爱因斯坦延缓假说修改成为:fr=(c/(c+(v'/洛仑兹因子)))f和fa=(c/(c-(v'/洛仑兹因子)))
时间膨胀计算及推导
设s系为本征参考系。在s系中有一段时间差δt，即a(x1,ict1)，b(x2,ict2)。在s'系中，时间差即为坐标在ict'分量上的差，即
钟慢。
在坐标上看，时间轴与空间轴的情况十分类似，但“尺”是本征系最长，“钟”是本征系最快，初学者往往难以理解。这涉及时间差与长度的测量。
测量时间差时，只需在同一系中记录两点（四维点）的时间坐标再求差即可，与其空间位置完全无关。
而测量长度时，要求在测量系中必须同时测头尾坐标，再求空间坐标之差，这两点在测量时本征参考系的时间坐标可以不同。但由于在本征参考系空间位置不变，故要算而非（在s系可以看出，b在任何时刻都不在b*）。
事实上，也可以测量不同时的空间坐标差，但这就不是长度了，也不具有明显的几何意义。
实践检验1横向多普勒效应实验
2高速运动粒子寿命的测定
3携带原子钟的环球飞行实验