Опыт: возбуждая искровой разряд в зазоре кольца-излучателя экспериментатор уменьшал при помощи микрометра зазор в кольце приемника. Уменьшал до тех пор, пока в зазоре не возникала искра. В этот момент он производил измерение величины зазора в приемнике и расстояния от излучателя. Построив график зависимости ширины зазора от расстояния, Герц получил свой фундаментальный результат.
Уже 2 декабря он записал в дневнике: «Удалось вызвать явление резонанса между двумя электрическими колебаниями». Через три дня он написал Гельмгольцу о том, что опыт опровергает теорию дальнодействия.
5 ноября следующего года Герц направил Гельмгольцу экземпляр статьи «О явлении индукции, вызываемом в изоляторах электрическими процессами». В ней содержалось полное решение конкурсной задачи, предложенной Гельмгольцем в 1879 году.
Герц продолжал совершенствовать свои приборы. Прежде всего улучшил резонанс между излучателем и приемником, что существенно подняло точность и чувствительность эксперимента. Затем уменьшил емкость и индуктивность излучателя и приемника, что увеличило частоту электромагнитных колебаний. Это значительно повысило дальность, ибо передаваемая энергия возрастает, как четвертая степень частоты.
С этими улучшениями Герцу удалось зафиксировать возникновение в пространстве стоячих электромагнитных волн. Измерив расстояния между их пучностями и узлами, он определил длину возбуждаемых излучателем электромагнитных волн. Она была равна девяти метрам. Измерив затем емкость и индуктивность приемника, он вычислил частоту соответствующих электромагнитных колебаний и определил скорость распространения электромагнитных волн, умножив их частоту на длину волны. Скорость электромагнитных волн оказалась равной скорости света!
Так была подтверждена правильность предсказания теории Максвелла.
После этого Герц сделал решающий шаг, заменив медные кольца, применявшиеся в предыдущих опытах, диполями, получившими потом общепринятое название «диполь Герца». Диполь Герца состоял из двух одинаковых прямых стержней, изготовленных из толстой медной проволоки. Они были расположены вдоль общей оси и между их близкими концами оставался зазор.
Излучатель такой формы генерировал электромагнитные волны длиной 66 сантиметров. Диполь-излучатель и диполь-приемник были расположены вдоль оси двух параболических зеркал так, что излучаемые электромагнитные волны были линейно-поляризованы и распространялись не во все стороны, а в форме слабо расходящегося пучка. Этим Герц достиг концентрации электромагнитной энергии, излучая электромагнитные волны преимущественно в избранном направлении.
Второе зеркало, направленное в сторону излучателя, отбрасывало падающие на него электромагнитные волны, возбуждаемые излучателем, на диполь-приемник. Так значительно увеличивалась падающая на него энергия по отношению к той, которая попадала на приемник в отсутствие зеркала.
С этими приборами Герц наблюдал и изучал отражение, преломление и поляризацию электромагнитных волн. Для исследования преломления были изготовлены полные трехгранные призмы длиной в 1,5 метра. Когда в них наливали асфальт или смолу, они весили около 400 кг. Для исследования поляризации служила деревянная рама, на которую были натянуты параллельные проволоки.
В январе 1888 года вышла статья Герца «О скорости распространения электромагнитных эффектов». Она положила начало признанию теории Максвелла подобно тому, как сообщение Галилея об открытии спутников Юпитера дало толчок признанию теории Коперника.
Знаменитый физик, экспериментально доказавший существование предсказанного Максвеллом давления света, П. Н. Лебедев вспоминал, что в 1887 году (за год до публикации Герца) профессор Э. Кон читал курс оптики на основе эфирной теории Френеля. А в 1889 году (через год после этой публикации) преподносил новый курс полностью на основе теории Максвелла.
В сентябре 1889 года в Гейдельберге состоялся ежегодный съезд Германской ассоциации естествоиспытателей и медиков. Герц выступил там с докладом «О связи между светом и электричеством». Он сообщил о результатах четырехлетних исследований и отметил, что они стали возможны только потому, что человеческий глаз, адаптированный к темноте, может в надежно затемненном помещении замечать искры длиной всего в одну сотую долю миллиметра.