HÓA HAO HỤT
Quá trình này gồm các va chạm giữa các electron đi xuyên qua vật chất và electron của vật chất. Kết quả là electron bị bật ra khỏi nguyên tử và trở thành ion, đó là lí do gọi là bức xạ ion hóa. Rất khó để đo được tỉ lệ năng lượng bi mất do những tương tác này nhưng lại khá dễ tính ra được nó. Bởi vì electron quá nhỏ, hiệu ứng tương đối có vai trò quan trọng ngay cả với năng lượng động năng thấp. Cơ học lượng tử cũng được sử dụng và vấn đề này đã được giải quyết lần đầu tiên bởi Bethe vào những năm đầu thế kỉ 20. Biểu diễn dưới đây là công thức Bethe- Bloch được mở rộng bởi Sternheimer và đưa ra năng lượng hao hụt khối:
Trong đó, r0 là bán kính cổ điển của electron, Ne = NA (Z/Ar) với
NA là hằng số Avogadro, Z là số hiệu nguyên tử và Ar là khối lượng nguyên tử của vật chất. Đại lượng µ0 = m0c2 của khối lượng nghỉ electron nhân với bình phương tốc độ ánh sáng, T là năng lượng động năng, β là tỉ lệ tốc độ electron với ánh sáng. Thuật ngữ mật độ hiệu chính δ được bổ sung sau đó bởi Sternheimer. Hiệu quả của δ là làm giảm năng lượng tổn hao nhưng đối với năng lượng cao. Tại 100 MeV, nó có thể đạt tới 20%. I là một đại lượng bán thực nghiệm được gọi là năng lượng kích thích, là tính chất của vật liệu và tăng khi số hiệu nguyên tử tăng. Giá trị I là một giá trị quan trọng của vật chất được đưa ra bởi Viện Quốc Tế Về Tiêu Chuẩn Và Kĩ Thuật.
Trong vùng năng lượng thấp dưới 100 KeV hoặc thấp hơn nữa, phần ở trước dấu ngoặc vuông trong công thức trên là quan trọng nhất. Yếu tố 1/2 làm chonăng lượng hao hụt gần như tỉ lệ
nghịch với động năng. Với năng lượng trên 100 KeV, gần như chủ
yếu bằng 1 nên phần trước dấu ngoặc vuông gần như trở thành hằng số, thành phần bên trong dấu ngoặc tăng chậm cùng với năng lượng và năng lượng hao đi xuyên qua tối thiểu trong khu vực của 1 MeV.
Sự phụ thuộc vào số hiệu nguyên tử là không mạnh mẽ, yếu tố đằng trước dấu ngoặc vuông chứa số lượng electron trên mỗi
đơn vị khối lượng và nó được đưa ra bởi NA(Z/Ar) và Z/ Ar bằng 0.5
hoặc nhỏ hơn với tất cả các vật liệu ngoại trừ hydro. Năng lượng hao hụt giảm nhẹ với số hiệu nguyên tử tăng. Năng lượng kích
thích I tăng với số hiệu nguyên tử tăng, điều đó nhằm làm cho Sion
nhỏ hơn vói vật liệu có số hiệu nguyên tử cao.