事實上，無論早晨或中午，太陽離我們的距離都是一樣的。若用照相機給太陽攝影，中午與早晨所攝得的影子將會是同樣大小。這証明在這兩個時份，太陽與地面的距離也是相等的。 為什麼我們會有太陽晨大午小的感覺？ 主要原因是： 背景的襯托：早晨地平線遠處的樹木、房屋小得看不清；紅日升起，與之比較就顯得大。而中午太陽在廣漠的高空，沒有可比較之物，因而顯得小。 光滲現象：清晨，大地及其周圍空間尚黑，中午明亮。背景越黑而物體越亮，視網膜上像的輪廓就越大，這稱為光滲。早晨在海平面見太陽又紅又大就是這個原因。 早晨，平視太陽，人眼位置正常；中午要仰視太陽，眼球凸鼓。在鼓凸的眼球內的視像比正常眼球的小。 早晨與中午相比，陽光通過大氣中較厚的空氣層，視覺就較模糊，因而覺得早晨太陽大。 視覺中的天穹並非是一個圓，而是扁球形狀。頭頂的天空高遠，四周的天穹仿佛低近。遠物投影小，近物投影大。早晨太陽處於天穹的低近處，因而投影變大。 為什麼我們會有太陽晨遠午近的感覺？ 　　主要原因是：中午太陽在天頂，陽光直射地面、穿過大氣層，因而輻射熱大部分被地面所吸收，氣溫升高，我們就覺得中午熱。 古代學者對“小兒辯日”的解釋 　　二千多年來，不少中國學者對“小兒辯日”中所討論的問題作出了各自的回答：

東漢桓潭(?—公元56年)認為太陽在中午時距地面近(《桓子新論》) 王充以斜邊大於直角邊的幾何論証也主張“日中近而日出入遠”(《論衡．說日》)。但王充又提出，“日中光明故小；其出入時光暗，故大。猶晝察火光小，夜察火光大也。”王充這個解釋與“光滲現象”相似。 晉代天文學家束哲解釋說，太陽在早晨與正午一樣大，距離也相等，所以有視覺之差是由於太陽的亮度與眼睛視幻覺造成的。

有關“小兒辯日”的問題直到清末還有學者討論，它成為中國古代的科學之謎，所引起參論者之多、延續時間之長，是中國科學史上罕見的例子之一。