汤姆生毕业以后,首先选择了电磁学当做进军的目标．虽然热力学也在他的视野范围里,但是自从法拉第在1831年发现电磁感应以后,探索电磁的奥秘就成了很多科学家感兴趣的课题,汤姆生也受到强烈的吸引．这个高材生还在儿童时代就被电学迷住了．他很羡慕法拉第的成就,尤其是对法拉第关于电力线和磁力线的思想很感兴趣．汤姆生掌握了数学工具以后,更觉得电磁学是个大有可为的领域,跃跃欲试。

汤姆生的父亲却一心要儿子竞选教授席位．当时格拉斯哥大学有位德高望重的物理学教授要退休,父亲非常希望汤姆生能够接替这个职位．按照当时的传统,必须要对物理学有实践经验的人才有资格．为了达到这个目的,父亲特意安排汤姆生去巴黎留学,给物理学家雷尼奥(1810－1878)当研究生．雷尼奥是搞热力学的,曾经接受法国政俯的委托,测定过比热常数．汤姆生一边听他的课,一边给他当实验助手,在热力学研究上得到不少启发．但是他当时的主要精力,还是放在电磁学上．他在巴黎只逗留了四个多月,就写了第一篇很有见地的电学论文,发表在法国的数学杂志上．这家杂志的主编很赏识这个英国青年,曾经给了他不小的鼓励．汤姆生的论文根据光学倒影原理,论述了静电感应的电荷分布,这已经是个创见；更不简单的是,他还提出可以用数学方法来分析法拉第的静电感应现象．他这个闪光的思想,比麦克斯韦要早十年!

1845年初夏,汤姆生从法国回到剑桥大学,参加了英国科学协会的会议．出席这次会议的都是著名学者,包括法拉第、焦耳(1818－1889)这样一些世界第一流的大科学家．相比之下,21 岁的汤姆生不过是个孩子．但是他不迷信权威,在会上大胆发表自己的见解。

这个英俊的青年有些紧张地站在讲台前,介绍自己对电磁学的研究．他的脸颊因为兴奋而微微发热,声音也不由自主地提得很高．汤姆生在会上宣读的论文,是根据自己发表在数学杂志上的那篇文章修改的．当他谈到法拉第的磁力线可以用数学公式来表示,谈到他发现的光线在两块带不同电荷的玻璃片之间发生极化现象的时候,会场上发出了一阵热烈的议论。

当汤姆生回到自己座位的时候,旁边一个衣着简朴、态度和蔼的学者转过脸对他说: “小伙子,你谈得不错啊! ”

“先生过奖了! ”年轻人有些不好意思。

“我也一直在思考这个问题,”那位学者直率地说。

“请问先生贵姓? ”汤姆生很有礼貌地问。

“迈克尔·法拉第．”

想不到同自己谈话的竟是法拉第! 汤姆生顿时肃然起敬．法拉第从皮包里取出自己写的一本电学专著《电学实验研究》递给汤姆生,建议他抽空读一读．接着,他们的话题又回到论文上．汤姆生向法拉第请教,为什么光束通过带电介质会发生极化现象．法拉第解释说,这个问题很不简单,他几次想用《电学实验研究》来验证,都没有取得成功。

“但是我相信,发生电感应现象的时候,介质一定是处在某种特殊状态中的．”法拉第坚定地说,并且表示要继续研究这个难题。

汤姆生当时很想提出来同法拉第合作．他犹豫了一下,没有把话说出口．法拉第那时已经51 岁,久病初愈,刚恢复研究工作．他虽然赏识汤姆生的才能,但是没有想到这个21 岁的后生是最理想的助手．所以,他们探索的目标尽管是共同的,特别是汤姆生又精通数学,却没有能够携起手来．这是很可惜的。

一个月以后,汤姆生在皇家学院重新进行这项实验,可惜法拉第已经离开了．对他们两个人来说,都失去了一次最宝贵的机会．后来,法拉第始终没有能够把自己的研究提高到理论的高度；汤姆生的愿望,也要到麦克斯韦手里才能变成现实。

以后,汤姆生有好几次想把自己对电磁的研究总结成理论性的东西,但是都失败了．他的主要缺点是不善于吸取别人的长处．他对法拉第虽然很敬重,却从没有系统地读过《电磁学研究》．对于其他人的著作,他当然就更少过目了．有人说,他在40年里没有认真读过一本书,这话虽然有些夸张,但是也说明了汤姆生的弱点．他在实验中的一些发现,有的确实闪耀着天才的光芒,有的却是重复了别人早已发现过的事实。

1846年5月,老汤姆生等候已久的机会终于到来: 那位受人尊敬的老教授去世,他的职位空出来了．当时大学提出30 个有才干的教师做候选人．汤姆生的父亲梦寐以求的,就是要让儿子坐上教授这把交椅．他一向训诫儿子要把数学同物理学上的实际问题互相结合起来,对汤姆生一生确实有不小的影响．父亲主要是为了适应选拔教授的考试的需要,儿子却因此转向了应用工程的研究。