特徵輻射（characteristic radiation）

敲一口鐘，它以自己的音高鳴響；敲另一口鐘，你聽到不同的音。金屬對 X 光也有類似的行為。當高速電子撞上銅靶，大部分 X 光是平滑連續的一片模糊，但騎在這片模糊之上的，是幾條銳利刺眼、強度很高的尖峰，其波長只屬於銅、也僅屬於銅。這些尖峰就是特徵輻射——元素自己的 X 光指紋。

其機制是原子內兩步驟的重新洗牌。入射電子把靶原子某個內層的電子整顆撞飛——比如最內層的 K 層，於是留下一個空洞。較高層的一顆電子立刻掉下來填補，掉落時把能量差以一顆能量（也就是波長）精確固定的 X 光光子釋放出來。由 L 層掉到 K 層給出 K-alpha 線；由 M 層掉下則給出 K-beta。對銅而言，K-alpha 約在 1.5418 埃。由於各層能量由元素的核電荷決定，波長便由你使用哪種金屬所固定——這個規律就是莫斯利定律（Moseley's law）。

這條近乎單一波長、強度又高的譜線，正是繞射所需要的，因為布拉格定律把「一個波長」對應到「一個角度」。實務上你保留強的 K-alpha，並用濾片或單光儀除掉較弱的 K-beta。常見選擇有銅（K-alpha 近 1.54 埃）、鉬（0.71 埃，穿透力較強）與鈷（1.79 埃，適合鋼鐵）。一個誠實的細節：我們口中的 Cu K-alpha 其實是一對靠得很近的雙線 K-alpha-1 與 K-alpha-2，波長略有不同；在高角度時，這會把每一個繞射峰劈成兩個。