近代另外一项非常伟大的科学成就，就是由麦克斯韦（James Maxwell）集大成的电磁学和光学理论。对于电和磁的现象，人类在很早的时候就已经发现了。例如古代的人已经知道琥珀在兽皮上摩擦会产生静电。中国人很早就知道有些金属带有永磁性质，并且可以利用它来制造指南针。在几百年前，许多欧洲人已经记录了种种关于电的现象。但直至19世纪初，人们对于电和磁的物理性质才开始有了深入的认识。18世纪末，欧洲科学家发明了能够储存静电的容器“莱顿瓶”（Leyden jar）。19世纪初，意大利物理学家伏特（Alessandro Volta）又发明了电池。这些发明提供了方便的电源，使得一些早期的电学实验能够重复进行。法国的物理学家安培（André-Marie Ampère）发现通电的导线会产生磁场，并找出了电流与其产生的磁场之间的关系。他由此得出了“安培定律”。差不多在同一时期，英国的科学家法拉第（Michael Faraday）做了大量关于电和磁的关系的实验。他发现当一个线圈内的磁场改变时，这个线圈会产生一种电位差，这个现象被称为“电磁感应”。法拉第由此得出了“电磁感应定律”。同时，法拉第利用了这种电磁感应原理，发明了第一个发电机。从此人们可以把机械能转化为电能。这是一项革命性的成就。

到了19世纪中叶，欧洲的科学家和工程师已经在大量地研究和应用电和磁的技术，包括架设联通不同地方的电报通信系统。但是，当时人们对于电和磁的物理规律还是缺乏一套系统的理论。这项工作后来就由英国的科学家麦克斯韦出色地完成了。麦克斯韦利用微积分的数学理论，把之前从实验中发现的有关电和磁的几个定律联系起来，这些定律包括库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律和高斯定律。

麦克斯韦当时用了20个方程式和20个变量来描述电磁学的全部规律。后来有了向量分析的数学技术，这些麦克斯韦方程就可以进一步简化为4个方程式。通过这些方程式，人们就可以解释和计算几乎所有电磁学上的问题。(www.daowen.com)

不但如此，麦克斯韦通过他的方程式计算出电磁波的传导公式。这个公式里面得出的波的速度为3×108 m/s，与已知的光速相等。由此，他认为光波就是一种电磁波。这样光学与电磁学就可以得到理论上的统一。这个理论后来经过赫兹（Heinrich Hertz）的实验验证，很快就被物理学界广泛地接受了。

因此，19世纪在电磁学上是一个划时代的发展阶段。经过一系列的实验与理论工作，人们开始知道自然界的电和磁是同一现象。电和磁是共生的。不但如此，从麦克斯韦的电磁理论里面可以知道，其实光也是一种电磁波。因此光学和电磁学其实是建立在同一个物理基础上的。