Quan sát dao động của điện trường và từ trường cho thấy mọi dao động đều có thể biểu diễn bằng một phương trình sóng dao động ở trạng thái cân bằng có nghiệm là một hàm số sóng như sau

Phương trình Maxwell mô tả sóng dao động điện từ trong không khí

∇ ⋅ E = 0 {\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {E} =0} ∇ ⋅ B = 0 {\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {B} =0} ∇ × E = − 1 c ∂ B ∂ t {\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {1}{c}}{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}} ∇ × B = 1 c ∂ E ∂ t {\displaystyle \nabla \times \mathbf {B} ={\frac {1}{c}}{\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}}

Hàm số sóng dao động

∇ 2 E = 1 c 2 ∂ 2 E ∂ t 2 {\displaystyle \nabla ^{2}{\textbf {E}}={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}{\textbf {E}}}{\partial t^{2}}}} ∇ 2 B = 1 c 2 ∂ 2 B ∂ t 2 {\displaystyle \nabla ^{2}{\textbf {B}}={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}{\textbf {B}}}{\partial t^{2}}}}