Klassisen diffraktioteorian mukaan kaukaisesta lähteestä tuleva valonsäde, joka putoaa pyöreään okulaariin, muodostaa kuvan, joka koostuu sarjasta vaaleita ja tummia samankeskisiä vyöhykkeitä kirkkaan keskipisteen ympärillä - ns. diffraktiokuvio. Optiikan lait kertovat meille, että todellinen valonlähde on epäselvä havainnoissamme, ja tällainen hämärtyminen havaitaan missä tahansa optisessa laitteessa. Jos tarkastelemme kahta lähellä olevaa valonlähdettä, niiden epäselvät kuvat asettuvat päällekkäin. Rayleigh osoitti juuri [1] , että jos yhden valonlähteen diffraktiokuvion keskivalopiste poistetaan toisen valonlähteen keskimmäisestä valopisteestä vähintään ensimmäisen tumman diffraktiokuvion säteen etäisyydeltä, alamme havaita kaksi valonlähdettä erikseen: tätä etäisyyttä kutsutaan optisen instrumentin lineaariseksi resoluutioksi. Jos kaksi valonlähdettä ovat etäisyydellä d toisistaan, etäisyys niistä meihin on D, valon aallonpituus on λ ja okulaarin halkaisija on A, niin Rayleigh-kriteerin mukaan ehto optiselle valolle. okulaarin kahden lähteen resoluutio on:
d/D > 1,22 λ/AToisin sanoen, jos pistevalolähteitä erottaa vähintään d etäisyys, etäisyydellä D oleva havainnoija pystyy erottamaan ne okulaarissa, jonka halkaisija on A erillisenä, muuten ne sulautuvat yhteen. D/D-suhde on kahden valonlähteen suunnan välinen kulmamitta radiaaneina (kerroin 57,3:lla, jotta voit muuntaa asteina). Rayleigh-kriteeri asettaa siten rajat minkä tahansa optisen instrumentin kulmaresoluutiolle, olipa kyseessä sitten teleskooppi , kamera tai ihmissilmä . (Kerroin 1,22 on matemaattisesti määritetty ja edellyttää, että okulaarin koko ja valon aallonpituus mitataan samoissa yksiköissä.)
Rayleigh-kriteerin mukaan ihmissilmän optinen resoluutio on 25 kaarisekuntia, mikä on vähemmän kuin sadasosa astetta! Mutta tämä on ihanteellinen. Käytännössä jopa kaikkein terävimmät ihmiset pystyvät erottamaan valonlähteet 3-5 kaariminuutin resoluutiolla - eli suuruusluokkaa huonommalla. Ja verkkokalvo on syyllinen tähän - sen rakenne ei tarjoa täysimääräistä käyttöä linssin ominaisuuksista . Palaten siis alkuperäiseen esimerkkiin, ihannetapauksessa kaksi ajovaloa suoralla moottoritiellä voitaisiin nähdä kahtena erillisenä valonlähteenä noin 10 km:n etäisyydeltä. Käytännössä ihmissilmä alkaa erottaa ne vasta noin 1 km:n etäisyydeltä. Todellinen kuljettaja todennäköisesti yksinkertaisesti sokeutuu ja yrittää keskittyä tiehen, minkä seurauksena hän havaitsee kahden vastaantulevan ajovalon valon erikseen vielä lyhyemmältä etäisyydeltä.