Townsend54 ha demostrado que un electrón en movimiento produce iones en el gas una vez que se alcanza cierta velocidad límite. El número de iones producido por centímetro de su trayectoria a través del gas aumenta entonces hasta un máximo y, para velocidades aún mayores, disminuye continuamente.
Por ejemplo, Townsend descubrió que el número de iones producido por un electrón en movimiento dentro de un campo eléctrico era pequeño al principio para campos débiles, pero aumentaba con la intensidad del campo eléctrico hasta un máximo correspondiente a la producción de 20 iones por cm de trayectoria en el aire a una presión de 1 mm de mercurio.
Durack55 encontró que los electrones, generados en un tubo de vacío, moviéndose con una velocidad de aproximadamente 5 × 109 cms. por segundo, producían un par de iones cada 5 cms. de recorrido a 1 mm. de presión.
En un artículo posterior, Durack mostró que para los electrones del radio, los cuales son proyectados con una velocidad mayor que la mitad de la velocidad de la luz, se producía un par de iones cada 10 cms. de recorrido.
El electrón de alta velocidad procedente del radio es, por lo tanto, un ionizador muy poco eficiente y produce solo alrededor de ¹⁄₁₀₀ de la ionización por unidad de recorrido observada por Townsend para el electrón de movimiento lento.
104. En el caso de la partícula α, no se han realizado mediciones directas sobre la variación de la ionización con la velocidad de la partícula, por lo que la ley de absorción de los rayos no puede deducirse directamente. Sin embargo, Bragg y Kleeman56 han abordado recientemente la cuestión de forma indirecta al formular una teoría simple para explicar los resultados experimentales que han obtenido sobre la absorción de los rayos α.
Se supone que las partículas de cada tipo simple de materia radiactiva son proyectadas con la misma velocidad, y que recorren una distancia definida en el aire a presión y temperatura atmosféricas antes de ser absorbidas por completo.
Como primera aproximación, se supone que la ionización por unidad de recorrido es la misma en toda la longitud atravesada antes de la absorción, y que cesa de manera bastante repentina a una distancia definida de la fuente de radiación.
Esto coincide con el hecho observado de que la ionización entre placas paralelas aumenta muy rápidamente cuando se acerca a una distancia menor que cierta distancia de la fuente radiante.
El alcance a depende de la energía cinética inicial de la partícula α y, por lo tanto, será diferente para distintas clases de materia radiactiva.
Si se emplea una capa gruesa de materia radiactiva, solo las partículas α de la superficie tienen un alcance a. Aquellas que llegan a la superficie desde una profundidad d ven su alcance disminuido en una cantidad ρd, donde ρ es la densidad de la materia radiactiva en comparación con el aire.
Esto no es más que la expresión del hecho de que la absorción de los rayos α es proporcional al espesor y a la densidad de la materia atravesada. Los rayos procedentes de una capa gruesa de materia activa serán, por tanto, complejos y constarán de partículas de diferentes velocidades cuyos alcances tendrán todos los valores entre 0 y a.