Odbiwszy się od nich, wiązki ponownie spotykają się w zwierciadle półprzepuszczalnym, a stamtąd padają na ekran tworząc tzw. obraz interferencyjny. Ponieważ światło jest falą, dwie wiązki mogą się nawzajem wzmacniać (gdy szczyt jednej fali spotyka się ze szczytem drugiej, a dolina z doliną) lub wygaszać (gdy szczyt jednej fali spotyka się z doliną drugiej). Przy braku „wiatru eteru” rozdzielone wiązki potrzebują dokładnie tyle samo czasu na pokonanie drogi do luster i z powrotem, dzięki czemu wzmocnią się nawzajem. Jeśli jednak jedna z wiązek nieco się spóźni wskutek znoszenia przez „wiatr eteru”, nastąpi ich zauważalne wygaszenie. Obracając detektor oraz prowadząc obserwacje o różnych porach doby, Michelson i Morley mieli nadzieję zmierzyć prędkość Ziemi względem eteru, jednak nigdy nie zaobserwowali wygaszania się wiązek.