Методом плоского одностороннего зонда впервые измерены первые семь коэффициентов разложения по полиномам Лежандра функции распределения ионов по энергиям и углам для He⁺ в He и Ar⁺ в Ar в условиях, когда скорость иона, приобретаемая им на длине пробега, соизмерима со средней тепловой скоростью атомов. При произвольной напряженности электрического поля в плазме найдено аналитическое решение кинетического уравнения Больцмана для ионов в собственном газе в условиях, когда доминирующим процессом является резонансная перезарядка. Учтена зависимость сечения резонансной перезарядки от относительной скорости. Показано, что вид функции распределения ионов по скоростям существенно отличается от максвелловского распределения и определяется не одним, а двумя параметрами. Результаты расчетных и экспериментальных данных, с учетом аппаратной функции метода измерений, находятся в хорошем соответствии.