Michelson-Versuch, ein 1881 von A.A. Michelson zum ersten Male ausgeführtes Experiment zur Messung der Erdbewegung relativ zu dem hypothetischen, ruhenden Äther. Tatsächlich ließ sich ein solcher Effekt auch bei späteren Wiederholungen unter stark verbesserten Bedingungen nicht nachweisen. Der negative Ausgang des M. spielte eine wichtige Rolle bei der Entstehung der speziellen Relativitätstheorie.

Der M. wurde mit dem Michelson-Interferometer ausgeführt, das drehbar montiert war (Abb.). Da die Spiegel nicht genau senkrecht zu dem jeweiligen Lichtweg stehen, treten Interferenzstreifen gleicher Dicke auf. Deren Lage hängt außerdem von einem normalerweise stets vorhandenen kleinen Unterschied in den Armlängen des Interferometers ab. Zu dem im ruhenden Interferometer insgesamt vorhandenen Gangunterschied zwischen den interferierenden Strahlen kommt nun nach der Theorie des ruhenden Äthers noch ein weiterer, durch die Bewegung des Interferometers bedingter Gangunterschied der Größe l(v/c)² hinzu. (Im Falle genau gleich langer Interferometerarme hat der am Spiegel S

reflektierte Lichtstrahl eine längere Laufzeit als der am Spiegel S

reflektierte.) Dabei bezeichnen l die (mittlere) Länge der Interferometerarme, v die Geschwindigkeit der Erde und c die Lichtgeschwindigkeit. Dreht man die Apparatur um 90°, so vertauschen die beiden Interferometerarme ihre Rollen hinsichtlich der Bewegung gegenüber dem Äther, was – im Vergleich zur alten Lage des Interferometers – zu einem Gangunterschied der Größe 2l(v/c)² und damit zu einer Streifenverschiebung 2l(v/c)²/λ (mit λ als Lichtwellenlänge) führen müßte. Es wurde jedoch keinerlei Streifenverschiebung beobachtet, was bedeutet, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in einem mit der Erde verbundenen Bezugssystem richtungsunabhängig ist.

Dieses Ergebnis wurde zuletzt 1979 von A. Brillet und J.L. Hall mit drastisch erhöhter Meßgenauigkeit bestätigt. Auf einer rotierenden Platte waren ein He-Ne-Laser, ein Fabry-Perot-Etalon sowie ein elektronisches Regelsystem montiert, mit dessen Hilfe die Laserfrequenz auf eine Resonanzfrequenz des Etalons stabilisiert wurde (Frequenzstabilisierung von Lasern). Jede reale oder effektive Längenänderung des Etalons mit dem Drehwinkel (bedingt etwa durch eine eventuelle Richtungsabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit) hätte eine periodische Änderung der Resonatorfrequenz und damit – dank der elektronischen Nachregelung des Laserresonators – auch der Laserfrequenz zur Folge gehabt. Die Messung der Laserfrequenz erfolgte durch Mischung mit der Strahlung eines mittels einer CH₄-Zelle stabilisierten He-Ne-Lasers (Heterodyn-Strahlungsnachweis). Aus den Meßdaten ergab sich eine relative Änderung der effektiven Länge des Etalons von ΔL/L=(1,5±2,5)·10^-15.

Michelson-Versuch: Lichtwege im bewegten Michelson-Interferometer, vom ruhenden Äther aus betrachtet. Eingezeichnet sind die Lagen der Teilerplatte (T bzw. T''), der Spiegel (S'₁ und S'₂) und des Beobachters (B''') zu den Zeiten t, t', t'', t''', zu denen ein und dieselbe Wellenfront jeweils an dem betreffenden Orte eintrifft. S₁, S₂, L Lage der Interferometerspiegel und der Lichtquelle zur Zeit t, v die Geschwindigkeit der Erde relativ zum Äther.