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La majorité de ses travaux portèrent sur l'électromagnétisme. Il a laissé son nom aux transformations de Lorentz qui sont à la base de la théorie de la relativité restreinte.
Attention : il ne faut pas confondre Hendrik Lorentz avec son contemporain, Ludwig Lorenz, physicien danois qui fut également un des pionniers de l'électromagnétisme. Ironiquement, les deux hommes, fréquemment confondus aujourd'hui à cause de leur homonymie, entretenaient des relations exécrables.