Для вывода формулы Лоренца можно следовать таким шагам: 12
- Принять постулаты специальной теории относительности (СТО). 12 Они сводятся к расширенному принципу относительности, утверждающему, что все физические процессы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта. 12
- Искать линейные преобразования Лоренца. 12 При бесконечно малых преобразованиях координат дифференциалы новых координат линейно зависят от дифференциалов старых координат. 12 В силу однородности пространства и времени коэффициенты не могут зависеть от координат, только от взаимной ориентации и скорости инерциальных систем отсчёта (ИСО). 12
- Учесть, что поперечные координаты не могут меняться. 12 Это следует из соображений изотропности пространства. 12
- Разрешить выражения относительно нештрихованных координат: у = 1/β у’ и 1/z = β z’. 3
- Из равноправия ИСО L и L’ следует, что коэффициенты β и 1/β должны быть равны (иначе одну ИСО можно было бы отличить от другой по изменению длины масштаба). 3 Но это возможно, если коэффициент β =1, поэтому у’ = у и z’ = z. 3
Таким образом, формулы Лоренца описывают закон преобразования координат и времени произвольного события при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой. 5