迈克耳孙当时是美国安那波利斯（Annapolis）海军学院的一名物理教师，擅长光学测量。1879年靠纽科姆的帮助，赴欧洲学习。1880年，他在柏林大学的赫姆霍兹实验室，利用德国光学仪器生产发达的优越条件，创造性地进行了干涉仪实验。光路如图5−10。光源S发出的光，经半透射的45°镀银面M，分成互相垂直的两束光1和2。透射光束1经反射镜M1反射，返回M后再反射到望远镜T中；反射光束2，经反射镜M₂反射后也返回M，再穿过M到达望远镜T。两束光在望远镜中发生干涉。设以太的漂移速度为v，v与l₁臂平行，与l₂臂垂直，则光束1从M经M₁回到M的过程所需时间为：
     迈克耳孙根据已知数据：地球的轨道速度v为30千米/秒，v/c=10⁻⁴，λ=6×10⁻⁷米，l=1.2米，估算出预期值为δ≈0.04条纹。迈克耳孙最初的干涉仪装置。开始他在柏林大学做实验，因震动干扰太大，无法进行观测，于是改到波茨坦天文台第一台迈克耳孙干涉仪地下室，实验在1881年4月完成。可是，出乎迈克耳孙的意料，他看到的条纹移动远比预期值小，而且所得结果与地球运动没有固定的位相关系。于是迈克耳孙大胆地作出结论①：“结果只能解释为干涉条纹没有位移。可见，静止以太的假设是不对的。”