需要使用四个参数，后来称为（Stokes parameters），就可以描述任何光束的偏振态，更重要地，这四个参数可以直接测量获得。那时，电磁学理论杂乱无章，詹姆斯·马克士威将这些理论加以整合，于1865年提出马克士威方程组。从这方程组，他推导出电磁波方程式，推论出光波是一种电磁波，可以用马克士威方程组作精确描述。菲涅耳的波动理论是建立于一些貌似合理的假定，由于能够正确描述光波的一些物理行为，例如，传播、衍射、偏振等等，符合实验得到的结果，所以才被学术界接受。从马克士威方程组可以严格地推导出菲涅耳的波动