Os analisadores de XRF da Bowman usam a tecnologia de fluorescência de raios-X para análise de espessura e composição do material. O raio X foi descoberto pelo físico alemão Wilhelm Rontgen em 1895. Ele chamou de "Raios-X" a fonte de luz desconhecida que causou a exposição do filme e publicou sua descoberta com uma imagem de raios X da mão.

Hoje se sabe que o raio X é uma forma de radiação eletromagnética, com uma frequência entre os raios ultravioleta e gama. A maioria dos raios X tem um comprimento de onda de 0.01 a 10 nanômetro, como mostrado na figura 1, com frequência organizada de baixo para alto.

Wilhelm Conrad Roentgen recebeu o primeiro Prêmio Nobel de Física em 1901.

O raio X também pode ser definido como uma partícula (fóton) e é descrito usando uma unidade de energia eV. Unidade de energia e unidade de comprimento de onda são intercambiáveis. Portanto, o raio X é uma onda e uma partícula. Este é um conceito importante na compreensão das propriedades dos raios X.

Os raios X podem ser gerados pelo Bremsstrahlung, que é a deflexão de um elétron ou outra partícula carregada. Dentro de um tubo de raios X, os elétrons são acelerados para o material alvo. Após o impacto, a energia cinética dos elétrons é transferida para raios-X e calor.

É interessante notar que as propriedades das ondas não podem explicar o efeito fotoelétrico. Albert Einstein e Max Planck propuseram que a luz não se comportava como uma onda, mas como "pacotes" discretos com um conteúdo energético específico. Anos mais tarde, o químico americano Gilbert Lewis nomeou os fótons dos pacotes de luz. Mas as pessoas permaneceram céticas sobre a teoria de Einstein até 1923, quando o físico americano Arthur Compton descobriu a dispersão de raios-X. Ele bombardeou grafite com raios-X e descobriu que o raio-X espalhado tem menos energia. O fenômeno foi denominado espalhamento de Compton, o que é explicado pela teoria de Einstein-Planck. Durante a colisão com um elétron, uma partícula como um raio X transfere parte de seu momento para o elétron e, como resultado, o raio X é desviado em uma direção diferente e emitido com menos energia e comprimento de onda diferente.

Enquanto a teoria de Einstein-Planck explica a dispersão de Compton, há um problema. Para possuir momento, um fóton deve ter massa, porque a definição de momento na física clássica é massa vezes velocidade. Mas um fóton não tem massa. A resposta veio de Einstein, quem postulou que, no sentido fundamental, energia e massa são equivalentes e intercambiáveis. Ele formulou seu conceito no famoso relacionamento, E = MC2. Anos depois, Einstein recebeu o prêmio Nobel de física por sua teoria fotoelétrica.

A fluorescência de raios-X está relacionada à interação fotoelétrica. Quando ocorre interação fotoelétrica, um elétron é retirado de sua órbita, criando um vazio. Elétrons de órbitas de alta energia podem se mover para preencher essa vaga. A diferença de energia entre as duas órbitas é liberada como raios X de fluorescência, ou seja, raios X secundários. O raio X de fluorescência de cada elemento tem uma energia característica e é chamado de raio X característico.