Լորենցի գիտական կարիերիայի ընդառաջ Մաքսվելի էլեկտրոդինամիկան կարողացավ ամբողջությամբ նկարագրել միայն լուսային ալիքների տարածումը դատարկ տարածությունում, այդ ժամանակ լույսի փոխազդեցությունը նյութի հետ խնդիրը դեռ սպասում էր իր լուծմանը։ Հոլանդացի գիտնականի արդեն առաջին աշխատանքներում արվել էին որոշակի քայլեր դեպի լույսի էլեկտրամագնիսական տեսության շրջանակներում նյութի օպտիկական հատկությունների բացատրման համար։ Հիմնվելով այդ տեսության վրա (ավելի ճիշտ, հեռազդեցության ոգով իր մեկնաբանության վրա, առաջարկված Հերման Հելմհոլցի կողմից[Մեկնաբանություն 1]), իր դոկտորական դիսերտացիայում 1875 թվականին Լորենցը լուծեց արտապատկերման և երկու թափանցելի միջավայրների սահմանային հատվածում լույսի անդրադարձման խնդիրը։ Լույսի հստակ տեսության շրջանակներում, որտեղ լույսը մեկնաբանվում է որպես մեխանիկական ալիք այդ խնդրի լուծման նախորդող փորձերը բախվեցին սկզբունքային դժվարությունների։ Խնդիրների վերացման մեթոդը առաջարկեց Հեմհոլցը 1870 թվականին, մաթեմատիկական խիստ ապացույցը տրվել է Լորենցի կողմից, ով ցույց տվեց, որ լույսի անդրադարձելիության և բեկման պրոցեսները որոշվում են չորս սահմանային պայմաններով, պառկած էլեկտրական և մագնիսական դաշտրի վեկտորների վրա միջավայրերի բաժանման մակերևույթի վրա, և այստեղից դուրս բերեց հայտնի Ֆրենելի բանաձևերը։ Հետագայում դիսերտացիայում դիտարկվել էին ներքին անդրադարձումը և բյուրեղների ու մետաղների օպտիկական հատկությունները։ Այսպիսով, Լորենցի աշխատությունում նեւրառված էին ժամանակակից էլեկտրամագնիսական օպտիկայի հիմունքները[42][43][44]։ Քիչ կարևոր չէր, որ այստեղ հայտնվեցին Լորենցի աշխատանքային մեթոդների առաջին այն յուրահատկությունները, որոնց Պաուլ Էրենֆեստը անդրադարձավ հետևյալ բառերով․ «հստակ առանձնացումը այն դերի, որին, մի կողմից ապակու կամ մետաղի կտորում առաջացած օպտիկական կամ էլեկտրամագնիսական երևույթների յուրաքանչյուր տրված դեպքում խաղում են «եթեր», մյուս կողմից նաև «կշռելի մատերիա»[45]։ Եթերի և նյութի միջև սահմանները, որպես ինքնուրույն մատերիայի ձև, նպաստում են էլեկտրամագնիսական դաշտի պատկերացումների ձևավորմանը, դաշտում գոյություն ունեցող նյութի մեխանիկական վիճակի վաղ բնութագրմանը հակառակ[46]։