在恩师的指导和帮助下，实验必需的设备——振荡器很快制成了。但接下来的实验却屡次失败，这让他陷入了困境。疲惫不堪的赫兹坐在桌旁，他早已忘记了这是第几次失败。但他没有灰心，坚持做实验。当把所有能想到的情况都试验出结果的时候，他几乎走到了崩溃的边缘。
1888年，他停止试验，开始冥思苦想，在先前努力的基础上新的思路终于出现了。他依照麦克斯韦电扰动能辐射电磁波的理论，设计了一套电磁波发生器，它将以感应线圈的两端接于产生器的二铜棒上，当感应线圈的电流突然中断时，感应高电压使电火花隙之间产生火花，瞬间电荷便经由电火花隙在锌板间振荡。他通过调谐电磁辐射源的内部要素，加大每秒钟振荡的次数进行试验，终于发现了电磁波的存在，并且测出电磁波传播的速度等于光速。这和麦克斯韦预言的结果是一样的，此后他又进一步完善了麦克斯韦方程组，使其更优美、对称，得出了麦克斯韦方程组的现代形式，麦克斯韦因赫兹的发现而获得了无上的光彩。
1888年年初，赫兹把他的试验结果公布于众，立刻引起了整个科学界的注意，影响之大完全超乎了自己的预料。在发现电磁波不到 6年，用电磁波技术的发明创造如雨后春笋般相继问世，如无线电报、无线电导航、无线电话以及遥控、遥感、卫星通讯等等，使整个世界面貌发生了翻天覆地的变化。
电磁波的发现为赫兹带来了空前的声誉，开创了无线电电子技术的新纪元。但他并未因此满足而驻足不前，而是继续奋斗在试验室，研究了紫外光对火花放电的影响，发现了在光的照射下物体会释放出电子的光电效应。他的这些发现，为后来爱因斯坦发现光量子理论奠定了基础。
赫兹不仅在电磁学方面作出了突出贡献，他还涉足了气象、材料硬度等领域的研究，也取得了可喜的成绩。正当人们对他寄以更大期望时，他却带着年仅36岁的生命悄然离去了。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。
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