Cząstki naładowane przechodzące przez ośrodek materialny doznają nie tylko strat energii ale rozpraszają się wielokrotnie zmieniając kierunek swego ruchu. Rozproszenia te następują wskutek oddziaływań elektrostatycznych (kulombowskich) w polu jąder atomowych. Dla ciężkich cząstek istotną rolę odgrywają także zdarzają jądrowe, które zachodzą stosunkowo rzadko, ale kąt rozproszenia jest zwykle wtedy znacznie większy niż w przypadku rozproszeń kulombowskich. Końcowy kąt rozproszenia przy przechodzeniu cząstki przez materiał o określonej grubości jest  rezultatem sumowania się rozproszeń elementarnych. Kiedy liczba ta jest duża ( a to ma miejsce przy rozproszeniach kulombowskich) to rozkład kąta rozproszenia podlega rozkładowi normalnemu ( co jest rezultatem znanego ze statystki centralnego twierdzenia granicznego). Średni kwadratowy kąt rozproszenia odpowiadający odchyleniu standardowemu w rozkładzie normalnym (Gaussa) zależny jest od energii cząstki i rodzaju materiału w postaci związku

 gdzie:

1. - szerokość rozkładu Gaussa opisującego rozkład kątów rozproszenia w określonej płaszczyźnie ustawionej wzdłuż pierwotnego kierunku ruchu cząstki.
2. - stosunek prędkości cząstki do prędkości światła c oraz pęd cząstki,
3. z - liczba atomowa cząstki padającej, np. dla protonu z=1, dla cząstki alfa z=2.
4. - stosunek grubości materiału do jego jednostki radiacyjnej 

Tak zdefiniowana szerokość rozkładu kąta rozproszenia odnosi się do rzutów kąta rozproszenia na określoną płaszczyznę.  Relacje pomiędzy różnymi wielkościami charakteryzującymi proces rozproszeń wielokrotnych pokazuje rysunek 6.5.1.

Rys.  6.5.1. Wielkości charakteryzujące rozproszenia wielokrotne.