圖一：馬克斯威爾方程式定義了靜電場與磁場的行為，並預測出電磁波的存在。馬克斯威爾原定方程式只有在光子沒有質量的情況下，才是正確的。若光子有質量，就需要加入兩項（圖中黑框部份），原方程式就變成了普洛卡方程式。其意義在圖四中，另用圖說明。
．圖二：圖示為馬克斯威爾和普洛卡方程式所預測之電磁波。這種波可由第三及第四方程式所描述，即運動的磁場可產生電場，反之亦然。波沿E軸正方向移動，場的強度由線之長短來看，電磁輻射當然也可用不連續的粒子（光子）流來表示。如光子質量為零，波傳遞速度即為C，通稱為光速。若光子質量大於零，波速就小於C，由其頻率決定。在某一頻率，波速必為零，光就成靜止，以目前光子質量的限制，該頻率太低，無法以現知技術測得。
．圖三：速度與能量關係可由特殊相對論決定，對質量大於零的粒子而言，速度隨能量增加，極限值為c。有質量的粒子只有在能量無限大時才能達到光速。如質量為零，則不論能量多少，運動速度必為c。若光子帶質量，電磁波速由其能量決定，量子力學也說，能量和其頻率成正比。因此，光子有質量的宇宙，可見光必比無線電波運動快，而X射線運動更快。然而以目前實驗極限，這種速度上的差異仍太小，無法測得。
．圖四：(A)光子無質量情況下的電磁場乃由馬克斯威爾方程式所描述，第一個方程式（包含了庫倫定律）敘述著：圍繞一電荷體的通量線數目在任何距離時都是固定的，因此，單位面積的通力線數，也就是場強度，隨距離平方而減低。第二方程式說，磁力線永遠是封閉的，因此，沒有個別磁荷存在，馬克斯威爾第三式說：在任何觀測的時距內，沿一封閉曲線的平均電場，與該時距內，通過該曲線的磁通量之增加成正比。第四個方程式（包含安培定律）說：在一封閉曲線內平均磁場，正比於下兩項之和：第一項為單位時間內電通量的增加，第二項為單位時間內通過該曲線總電荷量。
(B)若光子有質量，修正後的電磁場用普洛卡方程式來預測，電場（左圖5）不再隨距離平方而減少，而是以指數形式減衰。通量線現在即使在真空裡也會消逝，且在大距離下，電場可以說完全消失掉。磁場（右圖6）隨距離以指數下降，而且改變形狀（在磁赤道被壓縮）。這些修正含著電磁學的一由光子質量來決定的特徵長度標尺。
．圖五：第一個光子質量的測量是1769年，約翰‧羅比遜所做的，比我們知道光子存在時還早一世紀。羅比遜的實驗乃是庫倫定律的一個驗證。其儀器乃是藉調整支持橫桿的角度，用旋軸臂上的重力轉矩來平衡兩帶電球體間的電斥力。此力可在不同距離下測得，羅比遜將他的結果，表成略加修正的庫倫定律的形式，也就是距離的2次方改成2＋q次方。他得到q為0.06，這個結果的正確解釋到二十世紀才有人了解；意含著對光子質量限制於 4×10-40克之內。
．圖六：1773年，卡文迪斯用同心金屬球來測試庫倫定律。這實驗根據的原理是：如果電場平方反比定律是正確的話，帶電球體內部不會有電荷。從靜電計上通草球不分離的事實可知沒電荷存在。卡文迪斯得到修正的q值是0.02，用現代的解釋是，光子質量限制大約在1×10-40克左右。
．圖七：扭秤乃是庫倫測其平方反比定律所使用的。兩帶電球體的排斥力可由其扭轉纖維離開平衡位置的程度來衡量。庫倫也藉此儀器稍加修改，而測得磁的平方反比定律。他的結果在1788年發表，不比羅比遜或卡文迪斯精確，實稱不上是先發現者。然而此定律仍掛庫倫的名字實是因為他測量所有這些力，而且較他先進的人沒及時發表之故。
．圖八：現代測光子質量的方式乃是卡文迪斯方法的精進而已。同心金屬球從兩個改成五個，球殼現改用20面體，但這方法仍是尋找帶電封閉球殼內，是否有電荷通入。外兩殼加入一高電壓、高頻率的訊號，另用一靈敏偵測計尋找內面兩殼間是否有此訊號的痕跡。偵測器的操作，乃藉內兩層間訊號的放大，與另一參考訊號間的比較來看。該參考訊號和外兩殼的輸入訊號相同，只是相位每半小時移動了360度。任何偵測器所量出的訊號，只要具有週期為半小時者，均可證明庫倫定律的不正確。這實驗在1971年由Edwin R. Williams, James E. Faller,及Henry A.Hill所操作完成，他們當時在Wesleyan大學，得到的光子質量限制是2×10-47克，迄今仍是最佳實驗測量值。
．圖九：光子質量的極限值自羅比遜在200年前測庫倫定律迄今，精確度已改進了約十億倍。從直接測量而得的最佳極限乃是得自大磁場中，測不到有任何指數形式的衰減。木星磁場的測量，得自先鋒10號太空船，由作者與Leverett Davis, Jr（加州理工學院）研究的結果，知光子質量不可能超過8×10-49克。
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