麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础，主要研究电荷和电流的电磁场及其彼此的电磁相互作用。电磁力（洛伦兹力）是大自然四种基本力之一，光子则是传递电磁力的媒介。随时间变化的电磁场会以波的形式离开源点向外传播，形成电磁波，其物理性质可以用电磁波方程式作详细描述。在自由空间里，电磁波是一种以光速传播的横波，电磁波的电场与磁场彼此相互垂直，并且垂直于传播方向。在量子力学里，电磁波的载体是光子，电磁波束是由很多光子组成。量子电动力学描述了光与物质间的相互作用。电磁波的波谱指电磁波的特征频率分布，频率越高，光子能量越大，但