Определим единицу длины как стержень, вдоль которого свет проходит дважды (с возвращением в тот конец стержня, из которого сигнал был испущен) за фиксированное время t₀. При этом в эфире мы получим значение с, удовлетворяющее соотношению сּt₀ =2, так как длина линейки равна единице по определению. Перенесем данную единичную линейку в движущуюся систему отсчета, сообщив ей скорость этой системы. Найдем теперь время, затрачиваемое светом на прохождение линейки в прямом и обратном направлениях, по часам движущейся системы. Для этого воспользуемся формулой (1.10), в которой L'- длина единичной линейки при ее покое в эфире, т.е. L'=. Отсюда получаем t'₂=t₀, как и для единицы длины в эфире. Таким образом, единичная линейка эфира при ее переносе в движущуюся систему становится единичной линейкой системы. Иначе говоря, наблюдатели движущейся системы, найдя единицу длины по указанному определению, будут пользоваться линейкой, которая при ее остановке в эфире совпадает с линейкой эфира. При этом, как было отмечено в п. 1.1. длины движущегося стержня, измеренные в эфире и в связанной со стержнем системе, удовлетворяют формуле (1.2). Таким образом, во всех последующих формулах (и в уже полученных тоже) величины длин отрезков можно считать измеренными единичной линейкой, найденной по указанному выше определению.

Вернемся к рассмотрению движущегося стержня НК, на концах которого закреплены часы. Синхронизируем эти часы световым сигналом по правилу Эйнштейна. Эфирные часы показывают время t₁ в момент, когда свет достигает конца К стержня. По правилу Эйнштейна на закрепленных в конце К часах устанавливают время, равное половине всего времени t'₂, затраченного светом (с точки зрения движущейся системы) на прохождения стержня в обоих направлениях. Подставляя (1.2) в (1.10), найдем

Часы, закрепленные в конце Н, показывают в момент t₁ время . Учитывая (1.5), имеем

.

. Показания фиксируются в момент t₁ эфирного времени. Тогда дефект равен

      (1.11)

Следовательно, события, происходящие в точках А и В эфира одновременно в момент t₁, будут неодновременными по показаниям часов системы, связанной со стержнем. Относительность понятия одновременности возникает из-за дефекта синхронизации световым сигналом. Пусть r - вектор, направленный от исходных часов к синхронизуемым, модуль которого равен L. Тогда дефект равен

    (1.12)

Дефект не зависит от пути синхронизации. Действительно, пусть даны движущиеся в эфире со скоростью v часы А₁, А₂, А₃ (рис. 5). При синхронизации часов А₂ по часам А₁ получим дефект . После этого синхронизируем по часам А₂ часы А3. Относительно часов А₂ часы А₃ будут иметь дефект