迈克耳孙1881年在波茨坦做的实验遭到人们的怀疑，他自己也觉得不满意。只是由于著名物理学家瑞利（LordRayleigh，1842—1919）和开尔文的鼓励与催促，他才下决心跟莫雷（EdwardWilliamsMorley，1838—1923）合作，进一步改进干涉仪实验。1886年开始，他们在美国克利夫兰州的阿德尔伯特（Adel−bert）学院继续实验。为了提高仪器的稳定性和灵敏度，他们把光学系统安装在大石板上，石板浮在水银槽上，可以自由旋转，改变方位。光路经多次反射，光程延长至11米。他们满怀信心，认为这一次一定有把握测出以太漂移速度。然而，实验的结果依然如故。他们一共观测了4天，得到的曲线比预期值小得多。他们写道：“观测结果用曲线表示。上面是中午观测的曲线，下面是傍晚观测的曲线。虚线代表理论位移的八分之一。
     从图形可以肯定：即使由于地球与光以太之间的相对运动会使条纹产生任何位移，这位移不可能大于条纹间距的0.01。”但根据理论推算，条纹位移最大应为0.4个条纹间距。这使他们非常失望，原来还打算在不同季节进行观测，这个想法也取消了。迈克耳孙和莫雷得到的实验曲线（λ为光波波长，虚线表示预期值的八分之一，E、S、W、N分别表示东南西北。）