革命性的发现

1895年11月8日傍晚，德国物理学家伦琴用一块硬纸板把一个抽成真空的克鲁克斯管包裹起来，当他通以高压后，他发现，正对着管子的一张涂有荧光粉的底板上发出了荧光。当时房间一片漆黑，是什么激发荧光物发出荧光的呢？显然只有克鲁克斯管内产生了某种能穿过硬线，并能使荧光粉感光的射线，它是一种未知的射线，伦琴把命名为x射线，人们也叫它“伦琴射线”，以纪念它的发现者伦琴。x 射线是如何产生的呢？这得从原子结构说起。通常原子由原子核及核外电子构成的。
     原子核外的电子在一定的轨道上作绕核的圆周运动，这些轨道离校有远有近，因此不同的轨道上的电子就具有不同的能量，越靠近原子核的轨道能量越低，我们形象地把原子轨道的能量称为能级，这样电子只能在一定的轨道上就应该说成是电子只能处于一定的能级上。不同能级上能量不同，又可把能级分成一个一个的壳层。根据人们的研究，电子在原子外首先占据能量较低壳层中的能级，然后依次占据能量较高壳层的能级。越靠近原子核的壳层，能级越低，人们分别把这些壳层分别叫做K壳层，L壳层，M壳层，N壳层，……等等。
     每个壳层又可分为几个子壳层，如K壳层包含一个s子壳层，L壳层则包含1个s壳层和1个p壳层，M壳层包含1个s子壳层，1个p子壳层和1个d子壳层，……等等，不同子壳层有不同的能级，s，p，d子壳层分别包含1个，3个，5个能级，但它们是重叠的（简并）。现在我们就可以看看x射线的产生了。高速运动的电子打到靶原子上，它把自己的能量传递给靶原子，可以把靶原子中K层或L层的电子轰击出来，这样靶原子在K层或L层上就会少一个电子，核外处在能量较高壳层如M壳层上的电子就会填充到K或L层上，占据这个被轰击出去的电子原先的位置，并把多余的能量以电磁波的形式释放出来，这就是这种靶原子所释放的x射线了。当然x射线产生过程中还伴随有电子间的相互作用，所以产生的x射线随有尖锐的x射线峰外，还有连续的背影成份。