四维速度 formula_75 为其中，formula_77 是自由空间的光速，formula_78 是带电粒子的速度向量。定义电磁场张量 formula_79 为其中，formula_81 是电场，formula_82 是磁场。结合牛顿运动定律与劳仑兹力定律在一起，以电磁场张量写为协变形式()：其中，formula_84 是四维力（），formula_85 是四维动量，formula_86 是带电粒子的固有时。应用劳仑兹变换，电磁场张量可以从一个参考系变换到另一个参考系：其中，