Posteriormente pasó dos años en la Universidad Johns Hopkins con Henry Augustus Rowland, y dos años bajo la supervisión de Hermann von Helmholtz y Gustav Kirchhoff en la Universidad de Berlín, donde se graduó en 1885.

Allí fundó el Laboratorio de Física, pero enfermó en 1905 y murió en el momento de la inauguración del nuevo laboratorio, que aún lleva su nombre.

Llevó a cabo una serie de experimentos destinados a determinar el estado de movimiento de la Tierra en el éter («deriva del éter»), pero todos los resultados fueron negativos.

Particularmente importante fue la versión mejorada de un experimento ideado por Lord Rayleigh, en el que demostró con gran precisión que la contracción de Lorentz no produce birrefringencia.

También intentó medir el velocidad de la luz con gran precisión, pero murió sin poder concluir su trabajo.