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实际上，相对于光速来说，时钟和量杆运动的速度要小得多，因此，我们不能将上一节的结果和真实的情况进行比较。但是，从另一个方面来说，你绝对不会满足这样的说法。所以，为了说服大家，我要通过这个理论推导出另外一个结论，从前面的论述中可以轻易地推导出这个结论，而且经过了实验的证实。
在本章的第六节中，采用的是经典力学中的同向速度相加定理，我们已经把它推导出来了，当然，通过伽利略变换 （本章的第十一节） 也可以推导出这个定理。假设有一个移动点，相对于坐标系 K' 来说，这个点代替车厢里的人按照下面的方程运动：
x' ＝ wt'
借助于伽利略变换方程中的第一个方程和第四个方程，我们把 x' 和 t' 替换成 x 和 t ，它们之间的关系是：
x ＝（ v ＋ w ） t
这个方程体现了通过坐标系 K 观察到的该点的运动规律 （人相对于铁路路基的运动） 。如果用 W 代表速度，那么，我们将会得到和本章第六节中同样的方程：
W ＝ v ＋ w （A）
不过，我们也可以从相对论的角度去考虑。在方程 x' ＝ wt' 中，我们通过洛伦兹变换方程的第一个方程和第四个方程，把 x' 和 t' 替换成 x 和 t 。在这里，我们要把方程 W ＝ v ＋ w 替换为：
这个方程与另一个以相对论为基础的同向速度相加定理相互对应。不过，这两个定理哪一个和实际经验相互符合呢？为了找到这个问题的答案，半个世纪之前，著名的物理学家斐索做了一个实验，带给我们重要的启示。后来，许多杰出的物理学家都做过斐索实验，所以不必质疑实验的结果。在这个实验中，前提条件是光在静止状态的液体中的传播速度 w 是恒定的。现在，如果管子 T 内的液体的流动速度是 v ，那么，光在管子内的传播速度（下图中的箭头所示）是多少呢？
根据相对性原理可以得知，相对于其他物体来说，无论液体处于静止状态还是处于运动状态，光相对于它的传播速度 w 都是恒定不变的。由于已经知道了光相对于液体的速度和液体相对于管子的速度，所以我们要求的是光相对于管子的速度。
于是，本章第六节中的问题再次出现了。管子相对于铁路路基或者坐标系
K
，液体相对于车厢或者坐标系
K'
，光相对于车厢内走动的乘客或者本章节中假定的移动点。如果光相对于管子的速度是
w
，那么，
W
应该满足方程（A）或者方程（B），这要根据实际情况去选择是使用伽利略变换方程还是使用洛伦兹变换方程。斐索实验﹝
斐索发现了公式
，其中
表示的是液体的折射率
，由于
远远小于1，我们可以把方程（B）替换为
，同理，我们可以用
去替换方程（B），这和斐索实验的结果相一致
﹞的结论和以相对论为基础推导出来的方程（B）相互吻合，而且符合程度相当高。不久前，塞曼
（19世纪，著名的物理学家法拉第在研究电磁场对光的影响时，发现磁场可以改变偏振光的偏振方向。1896年，荷兰的物理学家塞曼在法拉第的基础上，研究磁场对谱线的影响，发现强大的磁场可以对钠的双线进行分裂。洛伦兹以经典电子论为基础对分裂为三条线的塞曼效应进行了解释。由于研究塞曼效应，塞曼和洛伦兹一起获得了1902年的诺贝尔物理学奖。他们的研究成果大大地支持了光的电磁理论，促使我们更清楚地了解了物质的光谱、原子和分子的结构。）
精确的测量结果告诉我们，的确可以用方程（B）去表示液体流速
v
对光的传播速度的影响，而且误差小于1%。
不过，需要注意的是，在还没有创立相对论的时候，洛伦兹就提出了一个和这个现象有关的、属于电动力学
性质的一个理论，通过物质的电磁结构的假说得出了这个理论。不过，这并没有削弱这个实验对相对论的支持程度，因为最初的理论建立的基础是麦克斯韦—洛伦兹电气力学，它和相对论之间没有冲突。更准确地说，电气力学是相对论的基础，虽然它们相互独立，但又概括地说明了电动力学中的各个假说。
位移—时间图像简称为“位移图像”，它用图像来表示物体的位移和时间之间的关系。在匀速直线运动中，物体的位移 s 和时间 t 是正比关系， s ＝ vt 。在物体的直线运动中，通常用坐标的横轴表示物体的运动时间 t ，用坐标的纵轴表示物体的运动位移 s 。
s — t 图像的主要用途是：当 s 是已知量时，求解未知量时间 t ；当 t 是已知量时，求解未知量位移 s ；还可以通过直线的斜率去判断速度的大小。在同一个坐标中，斜率越大，直线就越陡，表示速度越快，所以可以通过图线求解物体的运动速度。
速度—时间图像简称为“速度图像”，它用图像来表示物体在匀速运动中的速度和时间之间的关系。当物体在做匀速直线运动的时候，一般用直角坐标系的横轴表示物体的运动时间，用纵轴表示物体的运动速度。借助于速度—时间图像，我们可以确定物体在任一时刻的即时速度。
v — t 图像的用途比较广泛：当时间t是已知量时，求解相对应的未知量速度 v t ；当即时速度 v t 是已知量时，求解相对应的时间 t ；图像斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向，所以通过图线可以求解运动物体的加速度；求运动物体在一段时间内的位移，位移的大小等于速度图像下面的“面积”的大小，这个“面积”的单位不是平方米，而是米（米/秒×秒）；可以在同一个坐标系中比较几个物体的运动情况；可以判断物体在运动过程中的运动性质和运动状况。
直线运动指的是质点在一条确定直线上进行的运动。质点的位置通过它到原点的距离 l 或者坐标 x 来表示。在直线运动的基础上，我们才可以去研究各种复杂运动。根据受力的不同可以把直线运动分为三类：匀速直线运动、匀变速直线运动（包括匀加速直线运动、匀减速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、竖直下抛运动等）、变速直线运动。
物体沿着一条确定的直线运动，在任意相同时间内的位移都相等，或者说速度的大小和方向恒定不变的运动叫做“匀速直线运动”。匀速直线运动的特征是：速度是一个恒定不变的量，也就是任意一个时刻的速度（
v
）都一样。数学表达式为
或者
s
＝
vt
，式子中的
s
表示位移，t是物体发生这段移位所使用的时间。物体进行匀速直线运动的条件是：运动物体受到的外力的合力必须是零。因此，实际生活中难以出现真正的匀速直线运动。为了简化问题，所以总是把近似的匀速直线运动看成真正的匀速直线运动。
变速运动也叫做“非匀速运动”。变速运动指的是物体的运动速度随着时间的推移而发生变化，也许是快慢程度的变化，也许是运动方向的变化，或者是快慢程度和运动方向同时发生变化。这是最普遍、最常见的机械运动。按照物体的运动轨迹可以划分成两类：变速直线运动和变速曲线运动。
变速直线运动指的是在相同的时间内，位移不相等的运动。这是最常见的物体运动之一。因为物体的运动快慢总在发生变化，所以在描述物体运动的快慢程度时，常常用平均速度和即时速度这两个物理量表示。
匀变速直线运动指的是运动物体的加速度的大小和方向都恒定不变的运动。它的基本特点是：在任一相等的时间内，物体速度的增加量总是相等的。当物体在做匀变速直线运动的时候，在速度图像中，表示速度的图线是一条倾斜的直线，直线的斜率和加速度的大小相等，也就是：
在这个式子中，
v
0
表示进行匀变速直线运动物体的初速度，
v
1
表示进行匀变速直线运动物体的末速度。匀变速直线运动的规律可以用几个公式表示：速度（
v
t
）和时间（
t
）的关系式为
v
t
＝
v
0
＋
a
t
，位移（
S
）和时间（
t
）的关系式为
，速度（
v
t
）和位移（
S
）的关系式为
v
2
t＝
v
2
0
＋2
aS
。当加速度是一个恒定的正值时，物体做匀加速直线运动；当加速度是一个恒定的负值时，物体做匀减速直线运动。当物体受到一个恒定的力，并且这个力的方向和物体的运动方向相同或者相反时，或者物体同时受到几个力的作用，这些力的合力的大小不变，并且合力的方向和物体的运动方向相同或者相反时，物体做匀变速直线运动。
下面的公式可以体现匀变速直线运动的规律：
速度公式 v t ＝ v 0 ＋ at
路程公式
速度路程公式 v 2 t ＝ v 2 0 ＋2 aS
在上面的公式中，除了表示时间的 t 之外， v 0 、 v t 、 S 、 a 这四个物理量都是矢量，所以一定不要忘记它们的方向。因为物体做的是直线运动，所以只需要用正号和负号就能表示物体的运动方向。一般情况下，规定运动物体的初速度 v 0 的方向是正方向。当加速度 a 的方向和初速度 v 0 的方向相反时， a 是负值，物体做匀减速直线运动。速度公式和路程公式联立，然后把时间 t 消去，这样就得到了速度路程公式。由此可知，在上面所给出的三个公式中，只有两个是独立的，只有得知五个物理量中的三个物理量，才能通过公式求出另外两个物理量。
运动叠加原理也叫做“运动的独立性原理”，它是物理学中的一个普遍原理，也是物体运动过程中的一个重要特征。如果一个物体同时进行多种运动，可以认为每种运动都是独立的，它们不会相互影响。物体同时进行的多个相互独立的分运动叠加在一起就组成了物体的合运动。例如，速度为 v 0 的匀速直线运动和初速度为零的匀变速直线运动叠加在一起形成了初速度不为零的匀变速直线运动；竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动叠加在一起形成了平抛物体运动等。
已知物体的几个分运动的情况下，求解物体的合运动的方法叫做“运动的合成”。由于物体常常同时进行几种运动，而且其中的任何一种运动都不会影响到其他的运动。为了便于研究，所以把物体的整体运动当成是几种分运动结合在一起形成的合运动。物体运动的合成有三种：位移的合成，速度的合成，加速度的合成。如果物体同时进行两个匀速直线运动，那么，物体的合运动也是匀速直线运动；如果物体不仅做匀速直线运动，而且同时做初速度为零的匀加速直线运动，那么，当两者在同一条直线上时，合运动是直线运动，当两者在不同的直线上时，合运动是曲线运动。
1851年，斐索进行的光在循环水流中传播速度的著名实验，强有力地支持了斯涅尔对光在运动介质中的传播速度的解释，这个解释的建立基础是光“以太”学说。斯涅尔公式是：
反射光
折射光
前面两个式子体现了反射波的两个分量和入射波的两个分量的比值，后面两个式子体现了折射波的两个分量和入射波的两个分量的比值，而振动的方向用正负号表示。
在创立狭义相对论以前，斐索实验是判定光“以太”学说的一个实验，还用来解释运动物体可以部分拖动光介质。