"Ми повинні почати в лекційному залі з курсу лекцій в який-небудь галузі фізики, користуючись дослідами як ілюстрацією, і закінчити в лабораторії поруч дослідних дослідів". Максвелл висловлює важливі думки про призначення викладача. Головне для викладача - це сконцентрувати увагу студента на проблемі. Полемізуючи з противниками експериментального навчання, Максвелл заявляє, що якщо людина захоплюється проблемою, вкладає всю душу в дозвіл її, якщо він зрозумів головну користь математики в застосуванні її для пояснення природи, то не буде завдано шкоди основним фахом, чи не збентежать експериментальні знання віру в формули підручників, студент не буде надмірно стомлюватися.
Лабораторія була дуже докладне триповерхова будівля. У нижньому поверсі були розташовані кімнати для досліджень по магнетизму, маятникам, теплоті. Тут містилися комори, кухня, вітальня. На другому поверсі - велика лабораторія, кімната і лабораторія професора, лекційна та кімната для апаратури. На верхньому поверсі були розташовані лабораторія акустики, кімнати для обчислень і графічних побудов, променевої теплоти, оптики, електрики і темна кімната для фотографічних робіт. Всі столи лабораторії спочивали на балках, незалежних від статі, що дозволяло виробляти дуже тонкі експерименти. На даху лабораторії був укріплений металевий шест. Всі аудиторії приєднувалися до нього, так що в будь-який момент можна було виміряти потенціал атмосферно-о електрики. Підйомні двері в підлогах лабораторії робили можливим тягнути дроти між поверхами, підвісити маятник Фуко і т. П. Звичайно, у всіх лабораторіях були газ, вода, світло.
Кавендішськая лабораторію, що стала згодом великим центром фізичної науки, багато в чому зобов'язана своєму першому професору. У Максвелла була важка задача-створення нової кафедри експериментальної фізики. Нове завжди важко пробиває собі дорогу. Наставники студентів останніх курсів відмовляли їх йти в лабораторію. Цим пояснюється те, що на перших порах в лабораторію приходило мало людей. Сюди спочатку прийшли ті, хто здав математичний гріпос і бажав отримати навички практичної роботи (В.Хік, Г. Кристал, С. Саундер, Д. Гордон, А. Шустер).
Так само Кристал і С. Саундер в звіті Британської Асоціації доповідали про результати порівняння одиниць опору з одиницями Британської Асоціації-важких дослідження х, які пізніше продовжили Глазеб-рук і Флемінг. Пізніше, в релєєвськоє час, ці дослідження поширилися на всю область електричних вимірювань і зробили Кавендішської лабораторію центром по встановленню стандартів електричних одиниць.
Взагалі всі, хто працює у Максвелла, перш ніж приступити до оригінальних досліджень, проходили невеликий загальний практикум, вивчали прилади, вимірювали час, вчилися робити відліки і ін. Т. Е. Максвелл закладав основи майбутнього спільного практикуму лабораторії.
Максвелл був різнобічним вченим: теоретиком, експериментатором, техніком. Але в історії фізики його ім'я насамперед асоціюється зі створеної ним теорії електромагнітного поля, яка так і називається теорією Максвелла або максвеллівською електродинаміки. Вона увійшла в історію науки поряд з такими фундаментальними узагальненнями, як ньютонівська механіка, релятивістська механіка, квантова механіка, і знаменувала собою початок нового етапу в фізиці. Відповідно до закону розвитку науки, сформульованим Аристотелем, вона піднімала пізнання природи на новий, вищий щабель і разом з тим була більш незрозумілою, абстрактної, ніж попередні теорії, "менш явною для нас", за висловом Аристотеля.
Думки, висловлені Максвеллом в цьому листі, були розроблені в першій його роботі "Про фарадеевского силових лініях", написаної в Кембриджі в 1855-1856 рр. Він ставить за мету цієї роботи "показати, яким чином безпосереднім застосуванням ідей і методів фарадея найкраще можуть бути з'ясовані взаємні відносини різних класів відкритих їм явищ". У роботі "Про фарадеевского силових лініях" Максвелл будує гидродинамическую модель середовища, що передає електричні та магнітні взаємодії. Йому вдається описати стаціонарні процеси за допомогою наочної картини рухомої рідини. Заряди і магнітні полюси в цій картині є джерела і стоки поточної рідини. "Я намагався, - писав Максвелл, -. Уявити математичні ідеї в наочній формі, користуючись системами ліній або поверхонь, а не вживаючи тільки символи, які і не особливо придатні для викладу поглядів фарадея і не цілком відповідають природі пояснюється явищ".
Однак для опису індукційних процесів фарадеевского електротонічних стану модель виявилася непридатною, і Максвелл змушений вдатися до математичної символіки. Він характеризує електротонічних стан за допомогою трьох функцій, які називає електротонічних функціями або складовими електротонічних стану. У сучасних позначеннях ця векторна функція відповідає вектору-потенціалу. Криволінійний інтеграл цього вектора вздовж замкнутого лінії Максвелл називає "повною електротонічних інтенсивністю вздовж замкнутої кривої". Для цієї величини він знаходить перший закон електротонічних стану: "Повна електротонічних інтенсивність уздовж кордону елемента поверхні служить мірою кількості магнітної індукції, що проходить через цей елемент, або, іншими словами, мірою числа магнітних силових ліній, які пронизують даний елемент". У сучасних позначеннях цей закон може бути виражений формулою: