重新回到马格德堡后，西门子把他的三弟威廉带来，安排他进了一家寄宿学校。他这样做的原因，一方面是为了减轻父母的负担，另一方面是为了让威廉有一个良好的受教育的条件，因为他认为威廉是一个聪明的可造之材。

但是，西门子很快便发现，威廉就读的学校教育质量并不理想，尤其是 一些自然科学课程，但那里又没有更合适的学校；于是在 1839 年，他把威廉 接到自己的处所同住，让他在学校改学英语，自己亲自教授他数学课。西门 子的这一决定，对威廉的一生产生了重大影响，他不仅具备了良好的英语技 能，而且数学根底也比学校的同学扎实。对西门子来说，这种授课的实践也 益处多多，他没有因军官生活的优越而变得松懈，仍然对自然科学保持着浓 厚的兴趣。

随后的家庭变故，又促使西门子以更大的决心和毅力去从事科学技术研 究。1839 年，他的母亲因病去世，使原本贫穷的家少了一位操劳的人；他的 父亲也因妻子去世所带来的悲伤，长期劳累而病倒，于 1840 年初辞别了人 世。就这样，西门子兄弟姐妹成了孤儿。作为长兄，西门子认为自己有责任 抚养照顾年幼的弟弟妹妹，但军人做生意受到许多限制，并且自己也没有资 本，最好的办法便是取得科学技术研究成果，通过出卖成果获得报酬。
这时，西门子听说他的一位堂兄弟试验成功了摩擦炮栓，用以取代当时还广泛使用的点炮用的火绳。这是一项重大的军事技术革新，西门子深知这一发明的重要性，也决定按这个方向去试验。于是，他买来磷和氯酸钾等原材料，按照不同的比例配试。由于试验用的点火物质具有易燃易爆的特点，因此试验时他总是小心翼翼，并把配试的药物调成糊状，以免发生危险。虽然他采取了许多防护措施，没想到仍然发生了危险。

一天，他正在房间里做试验，将磷和氯酸钾盐混合成了糊状。这时，到了操练的时间，他必须参加，于是，他便把盛药物的器皿放在一个盆里，并将其覆盖好，端到荫凉的墙角里。他走后，他的勤务兵来打扫房间。他把地上的东西先拾掇开，打扫干净后再把东西放回原处。谁知他把墙角放的盆放到了炉膛里，等打扫干净房间并把盆放回原处时，器皿中的药糊已经干燥了。

但西门子并没想到这些，等操练回来后一看盆还在原处，便急忙想继续进入试验。当他刚刚碰到一堆作搅拌棒用的黄磷火柴时，突然发生了爆炸，强大的气浪把他掀翻在地，巨大的响声把他的耳朵都震聋了，房间的玻璃窗连同窗框都被炸得粉碎。但万幸的是，这次意外的爆炸并未造成重大伤亡，西门子的手受了一点轻伤，耳朵也很快恢复了听觉；但从此以后，他的听觉却变得有点迟钝了。

摩擦炮栓的试验没能成功。

1840 年秋天，西门子被调到易北河畔的维滕贝格任军官。这是一座小 城，防务事宜很少，因此他有了更多的空闲时间来从事科学研究。这时，一 项实验成果引起了他极大的兴趣。德籍俄国物理学家雅可比通过直流电从硫 酸铜溶液中得到了金属铜的沉淀。西门子认为这一成果打开了探索至今尚不 明白的一大批现象的大门。因此他按照雅可比的方法开始了试验，并成功地 得到了铜的沉淀，接着他又用这种方法尝试着沉淀其他金属。
这时，一场决斗事件打断了他的试验。一位步兵军官同一位炮兵军官因争执而发展到决斗，双方为此约好了时间，并开始寻找证人和助手。当时，普鲁士已禁止决斗，参与决斗者要受到严厉的处罚。但由于参加决斗的炮兵军官是西门子的好朋友，所以当他找西门子作决斗助手时，西门子答应了下来。决斗过后，有人将此事告发了，结果西门子作为决斗助手被马格德堡军 事法庭判处 5 年监禁。这是西门子因决斗第二次吃亏，这一次虽未受伤却锒 铛入狱。不过他并未因此气馁伤心，因为按照惯例因决斗而被判刑的往往会 得到赦免，并且在监狱中他反倒有充裕的时间从事科学研究。所以，当他到 马格德堡坐牢去的路上经过一家化学品商店时，买了许多继续从事电学试验 所必需的原材料，把他的牢房布置成了一个小小的实验室。

把牢房当作实验室，不知是不是西门子的“发明”，但这足以说明他对科学研究的酷爱程度。事实上，他的这段牢狱生活，成了他伟大科学实践的

辉煌起点。

在监狱中，西门子想起过去曾做过的一个试验，那时，他用次亚硫酸钠溶解了那些不溶解的金盐和银盐，现在他决定沿着这个方向，把这种溶解应用于电解试验。他把一把锌白铜茶匙同电池的锌极连接起来，浸到一个盛满了次亚硫酸金溶液的杯子里，同时将电池的铜极与一个作为阴极的金币连接。结果，奇迹出现了，几分钟后，那把锌白铜茶匙披上了一层光彩夺目的纯金外衣！随后，他又用银盐溶液进行试验，结果又使一件小金属器皿穿上了银装。试验的成果让西门子欣喜若狂，在他眼中，这间摆满试验用具的牢房简直就是天堂。

当时在整个德意志，用电流镀金镀银还是一个全新的事物，因此西门子的试验在他的伙伴和熟人中引起了轰动。马格德堡的一个宝石商人听说了此 事，马上跑到监狱找到西门子，双方订立了一个合同，宝石商人以 40 个路易 金币的价格获得了电镀金银的使用权。这可以说是科学技术研究为西门子带 来的第一笔收入。

有了研究费用，西门子继续进行试验。他把所知道的含金含银的化合物都进行了电镀试验，发现除了次亚硫酸外，氰化合物也非常适合。他清楚电镀金银的利用价值，因此写了一份专利申请书，递到普鲁士专利局，并很快得到为期五年的专利权。但他的专利权仅限于次亚硫酸盐，因为在此期间英国人艾尔金顿的使用氰化盐电镀的专利已经公布了。

正当西门子准备在天堂般的牢房中继续进行研究时，普鲁士国王的赦免令下达了，要他马上离开监狱。他实在不忍心中断已取得丰硕成果的试验，于是给上司写了一份请求书，请求再让他多坐几天牢以便做完试验。他的长官异常愤怒，认为他的这种“愚蠢”要求是对国王的不敬，因此让人在半夜时分把他带出了监狱。

对西门子新的任命很快下达了，他被派到了斯潘道的烟火制造厂，这显然是上司了解了他在自然科学方面的才能后的因才施用。他在烟火制造厂的工作成就确实表明了他在这方面的才能。由于化学的发展，那时已经有了生产五颜六色烟火的方法，但烟火制造厂的老工人们却还不清楚这些。于是，西门子把能产生不同颜色的金属盐掺入火药中，使过去只见过单一颜色烟火的斯潘道人见识了在天空中绽开的五彩缤纷的火焰，他的名声一时大噪起来，受到了人们的高度赞誉，斯潘道的亲王亲自宴请了这位青年军官。 1842 年，西门子又接到了新的任命，他被调到柏林炮兵工厂工作。这一任命使西门子喜出望外，因为柏林是当时整个德意志的科技文化中心，在那里他能够有时间和机会从事自然科学研究，也有条件学到更多有用的知识；同时，作为普鲁士的首都和德意志的最大城市，他可以在那里更好地利用自己的研究成果，拓展财源，以便更好地照顾自己的弟弟妹妹们。