1895年11月8日晚，倫琴陷入了深深的沉思。他以前做過一次放電實(shí)驗(yàn)，為了確保實(shí)驗(yàn)的精確性，他事先用錫紙和硬紙板把各種實(shí)驗(yàn)器材都包裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，并且用一個(gè)沒有安裝鋁窗的陰極管讓陰極射線透出?？墒乾F(xiàn)在，他卻驚奇地發(fā)現(xiàn)，對著陰極射線發(fā)射的一塊涂有氰亞鉑酸鋇的屏幕（這個(gè)屏幕用于另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)）發(fā)出了光。而放電管旁邊這疊原本嚴(yán)密封閉的底片，現(xiàn)在也變成了灰黑色—這說明它們已經(jīng)曝光了！

　　這個(gè)一般人很快就會(huì)忽略的現(xiàn)象，卻引起了倫琴的注意，使他產(chǎn)生了濃厚的興趣。他想：底片的變化，恰恰說明放電管放出了一種穿透力極強(qiáng)的新射線，它甚至能夠穿透裝底片的袋子。不過目前還不知道它是什么射線，于是取名“X射線”。

　　于是，倫琴開始了對這種神秘的X射線的研究。

　　他先把一個(gè)涂有磷光物質(zhì)的屏幕放在放電管附近，結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏幕馬上發(fā)出了亮光。接著，他嘗試著拿一些平時(shí)不透光的較輕物質(zhì)—比如書本、橡皮板和木板—放到放電管和屏幕之間去擋那束看不見的神秘射線，可是誰也不能把它擋住，在屏幕上幾乎看不到任何陰影，它甚至能夠輕而易舉地穿透15毫米厚的鋁板！直到他把一塊厚厚的金屬板放在放電管與屏幕之間，屏幕上才出現(xiàn)了金屬板的陰影，看來這種射線還是沒有能力穿透太厚的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，只有鉛板和鉑板才能使屏不發(fā)光，當(dāng)陰極管被接通時(shí)，放在旁邊的照相底片也將被感光，即使用厚厚的黑紙將底片包起來也無濟(jì)于事。

　　接下來更為神奇的現(xiàn)象發(fā)生了，一天晚上倫琴很晚也沒回家，他的妻子來實(shí)驗(yàn)室看他，于是他的妻子便成了在照相底片上留下痕跡的第一人，當(dāng)時(shí)倫琴要求他的妻子用手捂住照相底片。當(dāng)顯影后，夫妻倆在底片上看見了手指骨頭和結(jié)婚戒指的影像。

　　1896年1月5日，在柏林物理學(xué)會(huì)會(huì)議上展出了很多X射線的照片，同一天，維也納《新聞報(bào)》也報(bào)道了發(fā)現(xiàn)X光的消息。這一偉大的發(fā)現(xiàn)立即引起人們的極大關(guān)注，并很快傳遍全世界。在幾個(gè)月的時(shí)間里，數(shù)百名科學(xué)家為此進(jìn)行調(diào)查研究，一年之中就有上千篇關(guān)于X射線的論文問世。

　　倫琴雖然發(fā)現(xiàn)了X射線，但當(dāng)時(shí)的人們——包括他本人在內(nèi)，都不知道這種射線究竟是什么東西。直到20世紀(jì)初，人們才知道X射線實(shí)質(zhì)上是一種比光波更短的電磁波，它不僅在醫(yī)學(xué)中用途廣泛，成為人類戰(zhàn)勝許多疾病的有力武器，而且還為今后物理學(xué)的重大變革提供了重要的證據(jù)。正因?yàn)檫@些原因，在1901年諾貝爾獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)儀式上，倫琴為世界上第一個(gè)榮獲諾貝爾獎(jiǎng)物理獎(jiǎng)的人。人們?yōu)榱思o(jì)念倫琴，將X(未知數(shù)）射線命名為倫琴射線。

　?。厣渚€的發(fā)現(xiàn)具有十分重大的意義，它是１９世紀(jì)末２０世紀(jì)初發(fā)生的物理學(xué)革命的開端。它的發(fā)現(xiàn)對于化學(xué)的發(fā)展也有重要意義：１９１３年，根據(jù)對各種元素的特征Ｘ射線光譜的研究發(fā)現(xiàn)的莫斯萊定律，確定了元素的原子序數(shù)等于核電荷數(shù)，這對元素周期律的發(fā)展和原子結(jié)構(gòu)理論的建立起了重要作用。以Ｘ射線晶體衍射現(xiàn)象為基礎(chǔ)建立起來的Ｘ射線晶體學(xué)，是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化學(xué)的基石之一。