19世纪末，阴极射线是物理学关注的一项重要课题，许多实验室都致力于阴极射线的研究。而德国维尔茨堡大学校长兼物理研究所所长伦琴，在研究阴极射线时发现了X射线。
轰动世界的新射线——X射线
1895年11月8日傍晚，伦琴正在操作阴极放电管，房间漆黑一片，放电管也用黑纸包严，当他切断电源后，却意外地发现在约1米远的荧光屏上发出的闪光，他非常惊奇，别人和他自己的实验早已证实，阴极射线在空气中只能行进几厘米，这很可能是新的发现。伦琴的治学态度非常严谨，他认真地重复了刚才的实验，把荧光屏一步步移远，直到2米以外仍能见到屏上有闪光，他又用了6个星期的时间，深入研究这种新的射线，确信这是一种尚未为人所知的新射线，便取名为X射线。他发现X射线能够穿透2─3毫米厚的铅板等，X射线还可以穿透肌肉显示出骨骼的轮廓。一次他的夫人到实验室看他时，他便请地夫人把手放在用黑纸包严的照片变色底片上，用X射线照射15分钟。显影后，手指骨骼和结婚戒指在底片上清晰可见，这是一张具有历史意义的照片。1895年12月28日伦琴向维尔茨堡物理医学学会递交了一篇关于X射线的论文《一种新射线──初步报告》。这上报告轰动了整个新闻界，几天后就传遍了全世界。
X射线又称伦琴射线，因为伦琴当时无法确定这种射线的性质故称之为X射线。16年后即1912年，劳厄根据晶体衍射现象判定X射线为频率极高的一种电磁波。不久，英国物理学家莫斯莱证实它是由于原子中内层电子跃迁所发出的辐射。
X射线诊断装置的发明
1895年人类发现X射线后，首先将它用于骨折的诊断、异物检查等方面。当时医院中的X光诊断装置发出的X射线极微弱，为了得到清晰的照片，要曝光一个小时以上，长时间照射还有一定危险性。1913年美国物理学家克里吉制作出与今天相同的X射线管，这是一种经过改进的阴极射线管，从而大大缩短了曝光时间。X射线透视检查不仅缩短了诊断骨折、异物的时间，还为发现肺病出了很大的贡献。
1904年和1906年慕尼黑的里德尔和纽约的贝克分别创立了用X射线检查食道、肠道和胃的方法，受检查者吞服一种叫造影剂的物质（如硫酸钡），再经X射线照射，便可显示出病变部位的情景。
此后，法国人西卡尔等使用了一种能用于检查子宫和椎管的造影剂。葡萄牙人莫尼兹制出了一种为动脉、静脉血管等进行X射线透视的水溶性造影剂。此外，还研制出一种气体的X射线造影剂。在相当一个时期，X射线诊断仪成为医院中最重要的诊断仪器。
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