1914年，英國物理學家莫塞萊（Henry Moseley,1887-1915）用布拉格X射線光譜儀研究不同元素的X射線，取得了重大成果。莫塞萊發現，以不同元素作為產生X射線的靶時，所產生的特征X射線的波長不同。他把各種元素按所產生的特征X射線的波長排列后，發現其次序與元素周期表中的次序一致，他稱這個次序為原子序數，認為元素性質是其原子序數的周期函數。原子序數把各種元素基本上按原子量遞增的順序排列成一個系列，可是卻比按原子量遞增排列得到更合理的順序。關于原子序數的發現被稱為莫塞萊定律。
瑞典物理學家卡爾.西格班（Karl Manne Georg Siegbahn，1886-1978）繼承和發展了莫塞萊的研究，他改進了真空泵的設計，他設計的X射線管，可使曝光時間大大縮短，從而使他的測量精度大為提高。因此他能夠對X射線譜系作出精確的分析。他測量波長的精確度比莫塞萊提高了1000倍。西格班的研究支持了玻爾等人把原子中電子按殼層排列的觀點。他和他的同事還從各種元素的標識X輻射整理出系統的規律，對原子的電子殼層的能量和輻射條件建立了完整的知識，同時也為與之有關的現象作出量子理論解釋建立了堅實的經驗基礎。西格班在他的《倫琴射線譜學》一書中對這方面的成果作了全面總結，成為一部經典的科學著作。西格班獲得了1924年的諾貝爾物理學獎，成為繼巴克拉之后，又一次因X射線學的貢獻而獲諾貝爾物理學獎的物理學家。西格班的X射線譜儀測量精度非常之高，以至30年后還在許多方面得到應用。
有意思的是：卡爾.西格班的兒子凱.西格班在57年后的1981年，由于在電子能譜學方面的開創性工作獲得了諾貝爾物理學獎的一半。