La luz se emite desde una linterna hacia un espejo semitransparente transversal de forma que unos rayos lo atraviesan (momento t1) y continúan su recta trayectoria hasta llegar un espejo no transparente (momento t2); mientras que otros rayos de luz son desviados hacia arriba hasta llegar a otro espejo no transparente (momento t2)
Como las distancias "a" y "b" entre el espejo semitransparente y lo espejos normales (horizontal superior y vertical derecho) son iguales, la luz alcanzará dichos espejos simultáneamente (momento t2) y volverá en ambos casos hacia el espejo semitransparente.
Por diseño de la investigación, los distintos haces de luz del aparato llegan al mismo tiempo de vuelta al espejo semitransparente (momento t3) y ambos serán desviados hacia abajo para acabar en una placa (momento t4).
En la placa inferior se podrán observar las interferencias entre los dos haces de luz. Lo significativo no sería el patrón de interferencias, sino que éstas fuesen fijas al girar el aparato conjunto del intererómetro; puesto que las distancias recorridas son igualmente fijas y la velocidad de la luz se ha supesto constante e indepediente de su fuente.
Interferómetro de Michelson y Morley en movimiento relativo al éter.
La intención era medir la diferencia de tiempo empleado por la luz en recorrer espacios iguales entre diversos espejos pero que, al estar unos alineados con la dirección de la Tierra y otros perpendiculares a la misma, serían diferentes por el efecto de la velocidad de la Tierra.
La segunda figura nos muestra el recorrido de la luz cuando los espejos son solidarios con la Tierra y se desplazan con ella en movimiento relativo respecto al supuesto éter. En dicha figura se ha exagerado la velocidad de los espejos respecto a la velocidad de la luz para poder visualizar las variaciones en las distancias provocadas por el movimiento de los espejos, pero el razonamiento permanece idéntico.
Para no hacer demasiado larga y engorrosa la explicación veamos el siguiente caso a título de ejemplo. El momento t1 será el mismo que el de la primera figura pero el momento t2 será posterior a su correspondiente en dicha figura porque el espacio "b" habrá aumentado en una cantidad "c" con el desplazamiento del espejo no transparente (espejo vertical) en la dirección de la Tierra. Este espacio "c" es debido al transcurso de tiempo que tarda la luz en hacer el recorrido "b" más el que tarda en alcanzar el espejo vertical.
Asimismo, el espacio hasta el espejo de arriba aumentará, pero dicha espacio será la media geométrica de "a" y "c", según el teorema de Pitágoras. En otras palabras el incremento del espacio dependerá del ángulo de la dirección inicial de la velocidad de la luz y de la nueva dirección hasta el espejo de arriba.
Como se puede observar las dos distancias recorridas por los rayos de luz dejarán de ser iguales, lo mismo ocurrirá con las distancias en el camino de vuelta al espejo semitransparente y ello deberá provocar que las interferencias producidas entre los dos haces de luz sean diferentes.
En consecuencia, sucesivos cambios en el ángulo de la disposición de los interferómetro respecto a la dirección de la Tierra debería reflejarse en variaciones asociadas en las franjas de interferencias de los haces de luz en la placa al final de su recorrido.
El cálculo de las distancias y sus variaciones en función del ángulo y las interferencias no ofrece excesivo problema y debería haber permitido deducir la velocidad de la luz respecto al éter.
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