빛을 이해하기 위하여 먼저 전기장(Electric Field)과 자기장(Magnetic Field)에 대한 이해가 필요하다. 전하(Electric charges)와 자석(magnets)은 먼 물체에 힘을 전달할 수 있도록 그들 주위의 공간을 바꾼다. 이 바뀌어진 공간을 힘의 장(force field or just a field)이라 부른다. 전하와 자석으로 만들어진 힘의 변화는 어떻게 하든지 공간을 통해 힘을 건네주어 물체를 밀거나 당기게 된다. 전하와 자석을 통해 만들어진 이 힘이 전달되는 공간을 각각 전기장과 자기장이라 한다. 같은 식으로 무게를 가진 물체는 그것과 떨어진 물체에 반응시킬 중력장(Gravity Field)이 만들어진다.

과학자들은 19세기초 이후로 전기장과 자기장이 친밀한 관계가 있다는 것을 알고 있었고 이 관계에 대한 적용은 우리주위에서 많이 볼 수 있다. 움직이는 전하 또는 전류는 자기장을 만들어낸다. 전선코일(Coils of wire)은 자동차 고철 쓰레기장에서 큰 전자석(electromagnets)으로 또는 전화기 수신기에서 작은 전자석으로 사용되어진다. 또 자동차를 출발시키거나 컴퓨터의 하드디스크를 리는데 이 현상을 적용하여 전기모터(electic moters)가 사용된다. 실제로 보통자석은 원자 주위를 도는 전자의 자전(스핀)에 따라 자기모멘트가 형성되는 것으로서 바로 코일을 따라 전류가 흐를 때 그것에 수직방향으로 자기력이 생겨나는 현상과 같다.

제임스 클럭 맥스웰(James Clerk Maxwell; lived 1831-1879)은 이 개념을 정리했다. 그는 만약 변화하는 자기장이 전기장을 만들수 있다면 그때 만들어진 전기장(예를들어 진동시킨 전하로부터)도 자기장을 만들어내야만 한다고 제안했다. 결론적을 변화하는 전기장과 자기장은 서로 영향을 주고 변화된 장은 빛의 속도와 동일하게 움직여야만 한다는 사실까지 하나의 공식으로 유도할 수 있었다. 이 추론의 결론은 빛은 전자기파라는 것이다. 후에 실험으로서 이 이론이 증명되었다.

전기장과 자기장은 서로 영향을 주며 수직으로 진동하고 이들 진동방향의 수직방향으로 전자기파(빛)가 움직인다.

원문: 천문노트 옛 노트 (2002-01-28)