Рентге́новское излуче́ние, электромагнитное излучение с длинами волн $10^{–11} \text{--} 10^{–8}$ м. Длинноволновый край диапазона называют мягким рентгеновским излучением, коротковолновый – жёстким рентгеновским излучением. Открыто В. Рентгеном в 1895 г. (за это открытие в 1901 Рентгену была присуждена первая в истории Нобелевская премия по физике). Термин «рентгеновское излучение» используется в основном в России, в других странах распространён предложенный Рентгеном термин «Х-лучи» (X-rays).

Рис. 1. Схема рентгеновской трубки.Рис. 1. Схема рентгеновской трубки.Рентгеновское излучение возникает в результате взаимодействия свободных электронов с атомами или ионами посредством двух элементарных процессов: торможения электронов или создания электронами вакансий во внутренних электронных оболочках. Первый приводит к возникновению рентгеновского излучения с непрерывным спектром (тормозное излучение), второй – к возникновению рентгеновского излучения с линейчатым спектром (характеристическое излучение). Степень жёсткости тормозного излучения возрастает при увеличении энергии возбуждающих электронов; коротковолновая граница спектра и длина волны, соответствующая максимуму спектра, смещаются в область меньших длин волн (рис. 1). Общий вид спектра характеристического излучения (рис. 2) не зависит от энергии возбуждающих электронов при превышении порога возбуждения.Рис. 2. Зависимость спектральной интенсивности от длины волны излучения для массивного вольфрамового анода при разных значениях напряжения на рентгеновской трубке. Для каждой полученной зависимости величина напряжения указана в единицах (кВ). Репродукция графика из книги: Блохин М. А. Физика рентгеновских лучей. Москва, 1957.Рис. 2. Зависимость спектральной интенсивности от длины волны излучения для массивного вольфрамового анода при разных значениях напряжения на рентгеновской трубке. Для каждой полученной зависимости величина напряжения указана в единицах (кВ). Репродукция графика из книги: Блохин М. А. Физика рентгеновских лучей. Москва, 1957.

Рентгеновское излучение может быть получено с помощью рентгеновской трубки. Пучок электронов, испускаемых катодом, фокусируется на поверхности анода, что приводит к генерации излучения. Обычно напряжение между катодом и анодом составляет 10–100 кВ. Излучение рентгеновской трубки частично поляризовано, степень поляризации зависит от длины волны.

Совершенствование ускорителей электронов привело к появлению источников синхротронного и ондуляторного излучения в рентгеновском диапазоне. В этих случаях излучение создаётся ускоренным электроном при его движении по искривлённой траектории в магнитном поле.

При прохождении пучка ускоренных ионов через тонкую фольгу можно получить линейчатое излучение, соответствующее оптическим переходам в рентгеновской области.

Источником рентгеновского излучения является горячая плазма с температурой выше $10^5$ К, причём излучение плазмы является средством диагностики её температуры и плотности. В этом случае рентгеновское излучение с линейчатым спектром возникает при возбуждении внешних электронов в многозарядных ионах.

Один из механизмов возникновения рентгеновского излучения в астрофизических объектах связывают с аккрецией вещества на поверхность нейтронных звёзд.

Поглощение рентгеновского излучения химическим элементом описывается эмпирической формулой (по Блохину): $\tau = 0,0165\cdot\rho\cdot Z^{2,65}\cdot\lambda^{2,78}$, где $\tau$ – коэффициент поглощения в см^–1, $\rho$ – плотность вещества в г/см³, $\lambda$ – длина волны в $\text{\AA}$, $Z$ – заряд ядра. Эта формула справедлива для диапазона $0,1\, \text{\AA} < \lambda < \lambda_{K}$, где $\lambda_{K}$ – длина волны т. н. K-скачка поглощения, возникающего, если энергия кванта излучения становится достаточной для ионизации K-оболочки – самой внутренней электронной оболочки атома.

В случае сложных веществ поглощения отдельных химических элементов складываются. В результате рентгеновское излучение с длиной волны меньше $1\,\text{\AA}$ легко проникает в органические вещества, что позволяет применять его в медицине для диагностики и лечения. Однако длительное или систематическое воздействие рентгеновского излучения оказывает разрушительное воздействие на человеческий организм – от ожогов кожи до бесплодия и генетических изменений. В связи с этим применение рентгеновского излучение в медицине сопровождается целым рядом ограничений и защитных мер.

Для регистрации рентгеновского излучения используются фотоматериалы, флуоресцентные экраны, ионизационные камеры, пропорциональные счётчики. Изучение спектров жёсткого рентгеновского излучения возможно также с помощью полупроводниковых детекторов.

На использовании рентгеновского излучения основаны рентгеновская астрономия, рентгеновский спектральный анализ и рентгеновский структурный анализ. Среди применений рентгеновского излучения в промышленности – рентгенофлуоресцентный анализ, который позволяет проводить неразрушающий контроль элементного состава образца. Жёсткое рентгеновское излучение используется для дефектоскопии элементов механических конструкций. В электронной промышленности применяется проекционная литография с использованием мягкого рентгеновского излучения.