A karakterisztikus röntgensugárzás

Karakterisztikus röntgensugárzás akkor keletkezik, amikor a nagy sebességű elektron kilöki a céltárgy egyik belső energianívóján lévő, kötött elektront. Az így ionizált atom relaxációja során egy magasabb energiájú nívóról származó elektron ugrik a betöltetlen nívóra. Az eközben felszabaduló energiakülönbség az ütköző anyag atomjaira jellemző energiájú röntgensugárzás formájában távozik, ami éles csúcsokkal rendelkező, karakterisztikus sugárzást eredményez. Ennek megfelelően a karakterisztikus röntgensugárzás spektruma vonalakból álló, ún. diszkrét spektrum. Természetesen a gyakorlatban a két eltérő eredetű spektrumot (a félezési a karakterisztikus rötgensugárzást) nem lehet különválasztani, hanem azokat egymásra rakódva detektálhatjuk.

A karakterisztikus röntgensugárzás csúcsainak hullámhosszát az empirikus Moseley-törvény írja le. Moseley a karakterisztikus röntgensugárzás K-sorozatának frekvenciáját mérte az anód anyagának (rendszámának) függvényében (kalciumtól cinkig). Megfigyelte, hogy a különböző elemek karakterisztikus sugárzásának hullámhosszait az elemek rendszámai szerint lehet rendezni: lineáris összefüggés adódott az anód anyagának Z rendszáma és a karakterisztikus sugárzás f frekvenciájának négyzetgyöke között:

\[\sqrt{f}=k_1\left ( Z-k_2 \right ),\]

ahol k₁ és k₂ a spektrumvonal típusától függő állandók.