(1) Od połowy XIX fizycy badali wyładowania elektryczne w gazach. Odkryto wówczas, że katoda jest źródłem promieniowania katodowego. Jednak pod koniec XIX wieku naukowcy odkryli, iż promieniowanie katodowe to w rzeczywistości strumień elektronów wysyłanych przez katodę.

(2) W listopadzie 1895 roku Wiliam Conrad Roentgen zauważył, że na ekranie pokrytym platynocyjankiem baru, leżącym obok osłoniętej czarną tekturą rury służącej do badania promieni katodowych, pojawiła się czarna linia.

Za odkrycie tajemniczego i niewidzialnego promieniowania X, zwanego również rentgenowskim i jego zbadanie Roentgen w 1901 roku jako pierwszy uczony otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki.

(3) Z badań naukowca wynikało, że promieniowanie X:

- rozchodzi się prostoliniowo,

- powoduje fluorescencję i zaczernienie kliszy fotograficznej,

- jonizuje gazy,

- przenika przez szkło jak i przez substancję nieprzezroczyste dla promieni świetlnych,

- nie ulega odchyleniu ani w polu elektrycznym ani w polu magnetycznym,

- jest w różnym stopniu pochłaniane przez różne substancje (im większa jest liczba atomowa pierwiastka tym silniejsze pochłanianie)

(4) Promieniowanie X jest wytwarzane w lampie rentgenowskiej. Lampa jest próżniową szklaną bańką w której znajdują się dwie elektrody: anoda i katoda, połączone ze źródłem napięcia rzędu kilkudziesięciu tysięcy woltów. Przez spiralę katody przepływa prąd, który powoduje termoemisję elektronów. Anoda ma postać blaszki wykonanej z trudnotopliwego metalu (molibdenu).

(5) Elektrony wyemitowane z katody w wyniku termoemisji mają niewielką energię kinetyczną. Między elektrodami panuje wysokie napięcie więc elektrony są przyspieszane w silnym polu elektrycznym. W skutku zderzenia z anodą elektrony tracą swoją energię. Jest ona wysyłana z miejsca zderzenia jako promieniowanie X.

(6)Przyrost energii kinetycznej elektronu w polu elektrycznym jest równy pracy wykonanej nad elektronem przez siły pola.

ΔE_k = E_k - E_k0 = eU

Gdzie:

E_k0 to energia elektrody w chwili wyemitowania z katody, a E_k to energia w chwili zderzenia z anodą. E_k0 (energia elektrody w chwili wyemitowania z katody) jest zawsze pomijalnie mała.

(7) Podczas badań nad widmem promieniowania rentgenowskiego stwierdzono, że na tle widma ciągłego o ostro zarysowanej granicy od strony fal krótkich występują linie odpowiadające promieniowaniu o ściśle określonej długości fali. Wartość najkrótszej długości fali zależy tylko od napięcia pomiędzy katodą i anodą.

Dla fali o długości mniejszej od długości najkrótszej fali natężenie promieniowania jest równe zeru. Liczba linii w widmie i odpowiadające tym liniom długości fal zależą jedynie od rodzaju materiału z jakiego wykonano anodę. Dwa różne rodzaje widma świadczą o dwóch różnych mechanizmach powstawania tego promieniowania. Wyróżniamy promieniowanie o widmie ciągłym i promieniowanie o widmie charakterystycznym.

(8) Powstawanie promieniowania o widmie ciągłym

Elektron przelatujący obok atomu pierwiastka z którego wykonano anodę w wyniku rozpraszania elektronu na atomie (zderzenia elektronu z atomem) zmienia kierunek ruchu i traci część energii kinetycznej. Na skutek zderzeń elektron może stracić całą energię i przestać się ruszać. Zderzenia powodują więc hamowanie elektronu. Stracona energia jest emitowana w postaci fotonu. Widmo hamowania czyli widmo promieniowania złożonego z takich fotonów jest widmem ciągłym. Największą energię mają fotony które powstają w skutek zderzenia podczas którego elektron jednorazowo traci całą swoją energię kinetyczną. Wówczas: hν_max = E_k

Promieniowanie złożone z fotonów o największej energii to promieniowanie o najmniejszej długości fali.

---