Oppholdet i Berlin gjorde det klart at hans hovedinteresse kom til å bli teoretisk fysikk. Her var det spesielt moderne elektrodynamikk som opptok han. Det var denne som var grunnlaget for Einsteins spesielle relativitetsteori. Fra høsten 1916 tok han en stilling som assistent ved høyskolen i Trondheim, men måtte si den fra seg etter vel et år. Han hadde begynt å merke at han ikke lenger var ved god helse. Sommeren 1917 hadde han giftet seg med Magnhild Andresen i Uranienborg kirke i Kristiania, og de fikk et barn et år senere. De hadde da flyttet til hans foreldre på Berger hvor han i praksis arbeidet alene med en avhandling om elektrodynamikk med navnet . Den var ferdig sommeren 1918 da han sendte den inn til forhåpentligvis godkjennelse for en filosofisk doktorgrad. Om høsten samme år ble han innlagt ved Mesnalien sanatorium for behandling av det som viste seg å være tuberkulose.