1865年，贝尔的祖父去世，全家移居伦敦，父亲接替了祖父的工作，而他的哥哥梅利留在爱丁堡担负起父亲的职责。他在伦敦大学一边帮助父亲工作，一边完成了自己的学业。
从那时起，贝尔就开始了有关声音的科学研究。虽然，贝尔学习极为忙碌，但是他在自己房间的一角建了一个小小的“实验室”。他和他的朋友在各自的房子之间联上一根电线，通过密码交换消息。贝尔还运用从书上看到的电报学知识和从父亲那儿获得的声学知识做实验，对人类的嘴如何能发出这么多不同的声音很感兴趣，尤其是元音的发音。
不久，贝尔就提出了自己研究元音的结论：发元音的时候，会伴有微弱的乐声。父亲终于看到儿子在语音研究领域有所建树，兴奋至极，就把信拿给了他的朋友语言学专家亚历山大·埃利斯。随后，老贝尔还特意安排了一次会面，使儿子可以和埃利斯当面进行讨论。
在这次会面中，埃利斯告诉贝尔，在元音研究方面，德国科学家亥姆霍兹两年前得出了相同的结论，但比起贝尔的简单论断，亥姆霍兹是利用音叉在电磁作用下发出的颤音来进行研究的。在没使用任何科学设备的情况下，自己竟然与另一位大科学家结论相同，贝尔对自己有了信心。
此后，贝尔开始用音叉和电磁学进行实验。尽管他没能完全理解其内容，却记住了它的基本要点——电流能用来发出不同音高和音量的声音。把亥姆霍兹的装置发展成电话，是一个漫长的过程，但贝尔已迈出了第一步。
1868年，正当贝尔把全部身心都投入到教学和科研中的时候，家庭却遭遇了不幸的变故。就在这一年，贝尔20岁的弟弟特德，死于维多利亚时代流行的恶疾——肺结核。贝尔从心底里为父母的健康担忧，为了离伦敦近一些，能多照顾父母，贝尔从苏格兰转到英格兰的巴恩任教。在那里，他继续进行着音叉和电路方面的研究工作，并成为伦敦附近一所私立聋哑学校的助理教师。而这时，父亲在美国进行的一系列有关可视语音的讲座也获得了成功。
当父子俩的事业正一帆风顺的时候，万万没想到死神又一次降临到了贝尔家。1870年5月，贝尔25岁的哥哥梅利也因患肺结核离开了人世，对贝尔一家人来说，这无疑是雪上加霜。
这促使贝尔的父母决心移居北美。麦尔维尔曾经到美国北部讲学，他相信加拿大寒冷的气候对贝尔的健康会有帮助，并且美国的教育界对“可视语音”也较英国更为感兴趣。
对于这个决定，贝尔不能接受。他在伦敦的事业刚刚开始，可以独立生活了。但是，他的抗争并没能坚持多久，就再次向父亲屈服了。那时因移民而分散的家庭数不胜数，而且考虑到自己现在成了家里唯一的孩子，与父母同行是自己应尽的义务。
1870年7月21日，贝尔一家远渡重洋终于来到了北美洲的土地——加拿大安大略省的布兰特福德。他们在那里买了一套房子。那所房子十分宽敞，周围丛林掩映，一条大河在附近穿流而过，空气清新纯净，是很好的工作和学习的地方。
这一年，贝尔23岁，已经是一个皮肤微黑、有着旺盛精力的英俊青年，潜在的天才的创造力还没有真正得到施展。
当时，电报的发展达到了它的巅峰期。而当时的美国正处于蓬勃发展的时期，南北战争的创伤正在愈合。太平洋联合铁路公司和中央太平洋公司的铁路线在犹他州接轨，这是第一条贯穿整个北美洲大陆的铁路线。美国的工业开始高速增长，而与此同时，加拿大也在开始发展。贝尔并不知道，对于自己和其他千千万万的来自欧洲的人来说，北美洲是一个充满机遇的乐园。
就在这样一个充满机遇的大环境里，贝尔头脑里原本存在的对电学的热情与雄心也开始疯长。
波士顿是美国最重要的文化名城之一，它是个发达的海港和贸易中心，文化艺术和科技活动也很活跃，并且拥有美国最大的公共图书馆。就在贝尔到来的前5年，这里还建立了世界闻名的马萨诸塞理工学院。对于贝尔这样一个有着广泛兴趣和永不满足好奇心的年轻人来说，这是个非常理想的居住地。他热情地投入到这个发达的城市，并抓住一切机遇。
麦尔维尔的预感是正确的。比起英国来，美国对“可视语音”确实更感兴趣。麦尔维尔第二次去美国巡回演讲时，在马萨诸塞州的波士顿，一位叫萨拉·富勒的教师意识到了可视语音的重要性，从中受到了启发，便在波士顿开办了一所聋哑学校。当她听说麦尔维尔再次来到美国时，她设法找到了麦尔维尔，请他向聋人学生们传授可视语音。
麦尔维尔便推荐儿子贝尔去这所聋哑学校任教。1871年4月5日，24岁的贝尔离开了在加拿大布兰特福德小镇新建的家，来到了波士顿，在萨拉·富勒的聋哑人学校里为聋哑人教书。
贝尔全身心地从事聋人教育。尽管他仍不可避免地借用父亲的可视语音向一些学生授课，偶尔也给其他老师作示范，但他却在潜心研究自己的方法。
当时，聋哑教师普遍采用的是“手语”教学法，即用手指符号拼出单词来表达意思。但是，贝尔并不赞成这样的教育方法，他认为手语阻碍了不同地域聋人的交流。他通晓声音的物理学原理：声音是由振动产生的，因此他采用了各种方法，教孩子们利用可视语音来说出他们根本听不到的声音，并教孩子们通过感受周围声音的振动来体会声音。
贝尔在声音生理学上的研究，是对他父亲所发明的“可视语音”以及唇语的发展和延续，并在此基础上有很大的突破，正因为如此，在聋哑人矫正发音方面，贝尔获得了很好的声誉。是贝尔使那些从未听到过声音的孩子们相信，他们也能开口说话，表达自己的心声。
后来，由于聋哑学校的资金无法保障，使贝尔的聋哑教育不得不停止了。一生之中，贝尔把一半的时间都放在对聋人的教育上。
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