Вилхелм Рентген открива рентгеновите лъчи през 1895 г. (за което през 1901 г. му е присъдена Нобеловата награда) и така отваря нов прозорец към света. На 16 януари 1896 г. New York Times публикува рентгенова снимка на ръката на г-жа Рентген. Съвсем скоро хората се удивляват на фотографии, показващи структурата на човешките кости.

Още през февруари 1896 г. рентгеновите лъчи са използвани в медицината за наблюдение на счупени кости: първото такова наблюдение, на фрактура на ръката на пациент, е извършено от двама лекари в Дартмут Колидж в САЩ. Доста бързо са открити и други приложения на рентгеновите лъчи, включително сканиране на багаж от митническите служители.

Изображения: вляво – наблюдение на фрактура през февруари 1896 г.: докторите G. и E. Frost (на снимката) са първите, използвали рентгенови лъчи за медицински цели; вдясно – сканиране на багаж от френски митничари, 1897 г.

Рентгеновите лъчи привличат вниманието на много лекари, които започват да ги използват за диагностика на фрактури и на чужди тела в тъканите. В края на XIX век медицината обръща особено внимание на патологията на отделните органи. Непрекъснатите подобрения позволяват на лекарите да правят рентгенови снимки на всички вътрешни органи с помощта на „контрастни вещества“ – непрозрачни вещества, които се виждат на рентген. Рентгеновите лъчи се използват и в терапията, например при лечението на кожни заболявания. Скоро обаче става ясно, че за този вид терапия е необходимо лъчение с по-висока енергия.

Рентгеновите лъчи наистина се утвърждават по време на Първата световна война. Мария Кюри заедно с дъщеря си Ирен създава мрежа от медицински рентгенологични центрове, за да подобри диагностиката на фрактури и белодробни заболявания сред войниците. Освен това множество специализирани превозни средства с рентгенова апаратура (наречени “Les Petites Curies”) обикалят бойните полета. Мария Кюри написва книга за това: “Рентгенологията във войната” (1921 г.).

Рентгеновите лъчи са вид електромагнитно лъчение. Те се произвеждат изкуствено в катодна тръба, където горещ катод излъчва електрони, които след това се ускоряват от високо напрежение, удрят метална мишена с висока скорост и произвеждат „невидими лъчи“.

Тези лъчи са отчасти резултат от флуоресценцията, възбудена в атомите на метала, и отчасти от така нареченото спирачно лъчение (Bremsstrahlung) . То се появява в резултат на бързите промени в посоката на електроните в близост до атомните ядра на метала.
Друг начин за получаване на рентгенови лъчи е когато първоначалният високоенергиен електрон избие един от електроните от вътрешна електронна обвивка. Тогава електрон с по-висока енергия пада във вътрешната обвивка, за да запълни празнината, и излъчва излишната си енергия под формата на рентгенов лъч.

В рентгеновата тръба електроните се ускоряват до енергия от 30 до 150 keV и удрят волфрамова мишена, произвеждайки рентгеново лъчение с енергии от 1 eV до 150 keV с максимум на интензитета между тях и два пика при 59 и 67 keV (това са електронните преходи във волфрамовите атоми). За медицински приложения от съображения за безопасност се използват по-ниски енергии. Докато 20 keV е типична енергия за рентген на меки тъкани, например мамография, за твърди тъкани като костите се използват по-високи енергии (около 150 keV).

Често хората се тревожат за облъчването по време на медицински рентгенови изследвания. Всеки обаче през целия си живот е изложен на източници на естествено лъчение – от космическите лъчи, радона в атмосферата, почвата и скалите, и дори от храната и водата.

Струва си да сравним тези приноси:

Източник	Еквивалентна доза
Рентген на гръден кош	100 μSv
Една година живот в каменна, тухлена или бетонна сграда	70 μSv
Полет от Лондон до Ню Йорк	40 μSv
Средна дневна доза от естествения радиационен фон	10 μSv
Зъбен рентген	5 μSv
Изяждане на един банан	0,1 μSv

Както се вижда, дори изяждането на банан излага човек на доза лъчение. Основният източник е калият, който в природата съдържа 0,0117 % от нестабилния изотоп ⁴⁰K.

Всяка форма на електромагнитно лъчение се характеризира с дължина на вълната (λ) или еквивалентно с енергия (E = hc/2λπ, където h е константата на Планк (h = 6,626×10^-27 erg/s), а c е скоростта на светлината във вакуум (c = 2,9979·10¹⁰ cm/s).  

Дължините на вълните на рентгеновите лъчи са между 0,01 nm и 10 nm, което съответства на енергии от 1 keV (103 eV) до 150 keV. Сравнете това с дължините на вълните на видимата слънчева светлина, които са от 400 nm до 750 nm.

Единственият известен вид електромагнитно лъчение с по-висока енергия от рентгеновите лъчи са гама лъчите (γ). Гама лъчите се използват в нуклеарната медицина, където лекарите работят с γ лъчение с енергии между 60 и 510 keV.

Електромагнитният спектър, от радиовълните до γ лъчите (Източник на изображението: ESA).