Podle klasické teorie difrakce vytváří paprsek světla ze vzdáleného zdroje, dopadající do kulatého okuláru, obraz sestávající z řady světlých a tmavých soustředných pásů kolem jasného centrálního bodu - tzv. difrakční obrazec. Zákony optiky nám říkají, že skutečný světelný zdroj bude v našem vnímání rozmazaný a takové rozmazání je pozorováno v jakémkoli optickém zařízení. Pozorujeme-li dva blízké světelné zdroje, jejich rozmazané obrazy se překrývají. Rayleigh právě ukázal [1] , že pokud je centrální světelná skvrna difrakčního obrazce jednoho světelného zdroje odstraněna z centrální světelné skvrny jiného světelného zdroje ve vzdálenosti ne menší než je poloměr prvního tmavého difrakčního proužku, pak začneme vnímat dva zdroje světla odděleně: tato vzdálenost se nazývá lineární rozlišení optického přístroje. Jsou-li dva zdroje světla ve vzdálenosti d od sebe, vzdálenost od nich k nám je D, vlnová délka světla je λ a průměr okuláru je A, pak je podle Rayleighova kritéria podmínka optické rozlišení dvou zdrojů v okuláru bude:
d/D > 1,22 A/AJinými slovy, pokud jsou bodové zdroje světla odděleny vzdáleností alespoň d, pozorovatel, který je ve vzdálenosti D, je bude schopen rozlišit v okuláru o průměru A jako samostatné, jinak se spojí. Poměr d/D je úhlová míra v radiánech (pro převod na stupně vynásobte 57,3) mezi směry dvou světelných zdrojů. Rayleighovo kritérium tak stanoví limity úhlového rozlišení pro jakýkoli optický přístroj, ať už jde o dalekohled , fotoaparát nebo lidské oko . (Faktor 1,22 je určen matematicky a vyžaduje, aby velikost okuláru a vlnová délka světla byly měřeny ve stejných jednotkách.)
Podle Rayleighova kritéria je optické rozlišení lidského oka 25 úhlových sekund, což je méně než jedna setina stupně! Ale tohle je ideální. V praxi jsou i ti nejbystřejší lidé schopni rozlišit světelné zdroje s rozlišením 3 až 5 obloukových minut – tedy o řád horší. A může za to sítnice - její struktura neposkytuje plné využití schopností čočky . Vrátíme-li se tedy k původnímu příkladu, v ideálním případě lze dva světlomety na rovné dálnici vidět jako dva samostatné zdroje světla ze vzdálenosti asi 10 km. V praxi je lidské oko začne rozlišovat až ze vzdálenosti asi 1 km. Skutečný řidič bude s největší pravděpodobností jednoduše oslepen a pokusí se zaměřit na vozovku, v důsledku čehož bude z ještě kratší vzdálenosti vnímat světlo dvou protijedoucích světlometů odděleně.