Dit is waarom:

* breking: Het buigen van licht als het van het ene medium naar het andere gaat, wordt breking genoemd. De hoeveelheid buiging hangt af van het verschil in de brekingsindices van de twee media.

* Dichtheidsgradiënt: De atmosfeer van de aarde heeft een afnemende dichtheid naarmate je hoger gaat. De lucht nabij het oppervlak is dichter dan de lucht verder omhoog.

* de wet van Snell: De wet van Snell beschrijft de relatie tussen de invalshoek, brekingshoek en de brekingsindices van de twee media. Terwijl licht van een dichter medium (nabij het oppervlak) naar een minder dicht medium (hoger in de atmosfeer) beweegt, buigt het weg van de normale.

Samenvattend: De lichtstraal buigt weg van de normale omdat het van een dichter medium (lagere atmosfeer) naar een minder dicht medium (hogere atmosfeer) beweegt, waardoor het licht versnelt en wegbuigt van de loodrecht.

Dit fenomeen is de reden waarom sterren hoger in de lucht lijken dan ze in werkelijkheid zijn, en waarom de zon later lijkt te ondergaan dan eigenlijk.