光を数学的に記述するとどのような形になるだろうか。電界と磁界の関係などは実験的には観測されていたが数学的に記述されたのは発見から数年後のことであった。また、数学的な記述により光が電磁波の一種であるというその重要な性質が明らかになるのである。

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ジェームズ・クラーク・マクスウェルはイギリスの物理学者である。統計力学や熱力学、天文学などの分野でも様々な発見をしているマクスウェルは電磁気学の根幹となる方程式を導き出した。これはマクスウェルの方程式といわれ、全ての電磁気の教科書に記されていると言えるほど重要なものである。

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ファラデーが幾何学的考察から見出した電界と磁界の相互作用が記述されたこの方程式からは波動方程式などの重要な式が導かれる。光を解析的に考えるのに重要なこの方程式なくして、現代の光学の発展は考えられないだろう。

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レーザーや光導波路など様々な光学素子を考える際にも、その出発点はマクスウェルの方程式である。光の研究者はこのマクスウェルの方程式を吟味し、熟知しておく必要があるだろう。

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