Рентгеновские лучи были впервые обнаружены немецким физиком Вильгельмом Конрадом Рентгеном в 1895 г. Это открытие вызвало интерес у многих исследователей. Важнейший шаг вперёд сделал англичанин Чарлз Баркла, доказавший экспериментально, что рентгеновское излучение - это электромагнитные волны, длина которых меньше, чем у видимого света и ультрафиолетовых лучей.
Рентген исслндовал так называемое тормозное рентгеновское излучение. Оно возникает в катодной трубке при столкновении электронов с анодом и имеет непрерывный спектр (широкий диапазон длин волн). Но Баркла обнаружил, что если воздействовать на атомы элемента рентгеновскими лучами, то атомы сами начинают испускать такие же лучи определённых длин волн. Каждому элементу присущ свой, индивидуальный спектр характеристического рентгеновского излучения, подобный оптическим линейчатым спектрам, но расположенный в другом диапазоне длин волн.
Этим спектрам также дала объяснение квантовая теория. Если рентгеновский фотон выбивает за пределы атома электрон с какого-либо из нижних электронных слоёв, то один из электронов, находящийся в более высоких слоях (имеющий большую энергию), перескакивает на освободившееся место и в соответствии с постулатами Бора испускает новый фотон с длиной волны рентгеновского диапазона, - это и есть характеристическое рентгеновское излучение. От того, какой именно из электронов упадёт на место выбитого, зависит длина волны фотона; поэтому удаление одного и того же электрона приводит к появлению целой спектральной серии характеристического излучения.
Помимо тормозного и характеристического существует ещё одна разновидность рентгеновского излучения. Если пучок очень быстрых электронов попадает в сильное магнитное поле, траектории частиц круто заворачиваются. Вместе с тем, как и при любом движении зарядов, появляется синхротронное электромагнитное излучение (впервые его наблюдали в синхротроне - одном из типов ускорителей заряженных частиц). Длины волн синхротронного излучения могут быть различными в зависимости от напряжённости магнитного поля. Нередко они находятся в пределах рентгеновского диапазона, но ближе к ультрафиолетовому. Такое излучение называется мягким рентгеновским.
