Maxwelli võrrandid

Maxwelli neli võrrandit ütlevad järjekorras: elektrivälja jooned algavad ja lõpevad laengul; magnetvälja jooned ei alga ega lõpe kunagi, sest üksikuid magnetpooluseid ei ole olemas; muutuv magnetväli tekitab keerise kujul elektrivälja; ja magnetväli keerleb ümber nii elektrivoolu kui ka muutuva elektrivälja. Esimesed kolm võtsid kokku juba teadaoleva. Neljanda viimane osa oli Maxwelli enda lisandus ja see muutis füüsikat.

Selle tähtsus seisnes selles, et see sulges ringi. Muutuv elektriväli tekitab magnetvälja, mis muutudes tekitab elektrivälja, mis tekitab magnetvälja. Kui see kord käivitub, suudavad need kaks teineteist üleval hoida ja levida ilma ühegi laengu või voolu juuresolekuta. Maxwell arvutas selle isetoimiva häirituse kiiruse kahest konstandist, mida oli laboris kondensaatorite ja poolidega mõõdetud, ning sai valguse kiiruse — nii selguski, et optika on elektromagnetismi haru.

See lahendab ka küsimuse, mille kaudu elektromagnetlained levivad: mitte millegi. Kumbki väli on teise allikas, nii et laine kannab oma levimisviisi endaga kaasas ega vaja keskkonda. Üheksateistkümnes sajand otsis eetrit sellest hoolimata aastakümneid ja Michelsoni ning Morley suutmatus seda leida on üks tulemustest, millele erirelatiivsusteooria on üles ehitatud. Koos hõlmavad need neli võrrandit raadiolained, soojuskiirguse, nähtava valguse, röntgenikiirguse ja gammakiirguse ühe nähtusena eri sagedustel.