古斯塔夫·路德维希·赫兹科学研究古斯塔夫·赫兹的早期研究，涉及到对二氧化碳的红外吸收与压力和局部压力的关系
1913年，他与詹姆斯·弗兰克合作，开始了对电子研究，在他1913年应征入伍之前，他对各种气体的电离势进行了很多耐心的研究和测量
1912年至1913年间，古斯塔夫·赫兹与同在柏林大学任教的詹姆斯·弗兰克完成了电子碰撞的弗兰克-赫兹实验，赫兹提出了电子在与原子碰撞时，谱线群和能量损失相对于原子静态能量状态的定量关系，这一结果与玻尔关于原子结构的理论完全一致，后来成为了玻尔原子理论和普朗克量子理论正确性的重要证据
古斯塔夫·赫兹和詹姆斯·弗兰克也因此获得1925年诺贝尔物理学奖
在1928年返回柏林后，赫兹的第一项任务是重建物理研究所和学校，通过他的不懈努力，这一目标得以实现
他在柏林物理研究所负责研究一种通过扩散级联方式来分离氖的同位素的方法
赫兹曾单独或与詹姆斯·弗兰克及Kloppers合作发表过许多论文，对电子和原子之间的能量交换进行了定量的研究，对电离势进行了测量
他还写了许多有关分离同位素的论文
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