On considère que les déviations des particules sont dues uniquement à des paramètres d’impact grand en négligeant les diffusions à larges angles beaucoup moins probable. En traitant le mécanisme de diffusion multiple sous de faible angle de manière statistique on peut calculer l’angle de diffusion moyen {θ} par rapport à la trajectoire initiale de la particule après que celle-ci ait traversée une épaisseur de matière déterminée.
z est la charge de la particule, X0 la longueur de radiation et x l’épaisseur de matière traversée.
r0 est le rayon de l’électron, A la masse molaire du matériau, Znuc la charge du matériau, Na le nombre d’Avogadro et ρ sa masse volumique.
D’après l’équation on constate que plus l’épaisseur de la matière traversée est grande de même que sa densité, et plus la déviation sera importante. De même plus la particule est rapide et moins la déviation sera grande.
Un muon de momentum 4 GeV/c (β=0,999 et pc= 4000 MeV) diffusera avec un angle moyen de 10,8 mrad dans l’eau, 20 mrad dans le plomb (1,1°) et 26,9 mrad dans l’uranium, pour une épaisseur x=10 cm de matériau traversée.