Открытие еще одного диапазона электромагнитного спектра было в гораздо большей мере случайным, чем целенаправленные поиски Герца. Ряд исследователей высказывали предположение о том, что невидимые лучи исходят от катодной трубки.
Катодная трубка производит слабое немного жутковатое свечение. Свет проходит через стекло, а невидимый катодный луч остается внутри. В конце 1880-х годов Филипп Ленард немного изменил модель катодной трубки Уильяма Крукса, добавив к стеклу алюминиевое «окошко». Металлическая пластинка была достаточно прочной, чтобы выдерживать давление воздуха снаружи, но также достаточно тонкой, чтобы позволить катодным лучам выходить из трубки.
Немецкий физик Вильгельм Рёнтген обдумывал использование предложенного Ленардом окошка, когда обнаружил загадочные лучи. Он в шутку назвал их «Х-лучами». Алюминиевое окошко было довольно уязвимо, поэтому, когда трубка не использовалась, она закрывалась со всех сторон толстым черным картоном. Ноябрьским вечером 1895 года Рёнтген засиделся в лаборатории. Уже совсем стемнело, и, снова включив ток в катодной трубке (все еще закрытой картоном), Рентген заметил свечение на лежавшем неподалеку светочувствительном экране. Когда ток был выключен, свечение пропало.
Ученый пришел к выводу, что причиной является новый вид электромагнитных волн. В дальнейших экспериментах Рёнтген обнаружил, что Х-лучи могут проникать через различные непрозрачные материалы. С помощью этого неизвестного излучения он сфотографировал кости руки своей жены. Та вовсе не пришла в восторг от результата, а сказала: «Я видела свою смерть».