在电子束作用下产生特征x射线，具有元素固有的能量和波长，将他们展开成谱线后，根据其能量或波长就可以确定元素的种类，根据谱线的强度就可以确定其含量。
有两种展谱方法：
X射线能量色散谱法，相应的仪器叫x射线能量色散谱仪，简称能谱仪（EDS:X-rayEnergyDispersiveSpectrometer）
X射线波长色散谱法，相应的仪器叫x射线波长色散谱仪，简称波谱仪（WDS:X-rayWavelengthDispersiveSpectrometer)
能谱仪的工作原理:
如图所示，能谱仪采用Si(Li)晶体作为探测器，当能量为E的X光子进入检测器后，将激发N个电子-空穴对，产生一个电子-空穴对所需的能量为ε，则X光子能量为
只要检测出电子-空穴对的数目，就可计算出X光子的能量再利用多道脉冲高度分析器分类，绘制出按能量分散的谱图。
能谱仪工作原理图：
能谱仪的工作特点：
1、速度快，可在1~2分钟之内对Z大于等于11(或大于等于4)的所有元素进行分析。
2、灵敏度高，单位入射电子束强度所产生的x射线计数率达10000cps/nA。
3、工作的电子束流可以较低，有利于提高空间分辨率。
4、结构紧凑。
5、适合较粗糙表面的分析工作。
6、能量分辨率低，低能部分谱线重叠严重。
7、峰背比低，定量分析精度稍差。
能谱仪测氧化物：横坐标是能量，纵坐标是强度
波谱仪的工作原理：
波谱仪主要由分光晶体和x射线检测器组成。根据布拉格公式，若晶体的衍射晶面间距d已知，只要通过连续地改变θ角，就可以在与入射方向成各种2θ角的方向上测到各种单一波长的特征x射线信号，从而展示适当波长范围以内的全部x射线谱，这就是波谱仪的基本原理。布拉格公式中的sinθ值变化范围是从0~1，所能检测的特征X射线波长不能大于2d。一块晶体的晶面间距d值不能覆盖周期表中所有元素的波长，因此，对于不同波长的x射线就需要选用与之相适应的分光晶体（平面和弯曲）。
平面分光晶体：在不同的2θ方向可检测到不同波长的X射线，从而实现X射线的分散和检测。其检测原理是利用已知晶面间距的分光晶体，检测未知波长的X射线，但平面分光晶体检测效率非常低。
弯曲分光晶体：若将分光晶体进行弹性弯曲，并将射线源S、分光晶体表面和检测窗口D位于同一圆周上，可使衍射束聚焦而提高检测效率，图中虚线圆称罗兰圆或聚焦圆若晶体弯曲半径为聚焦圆半径的2倍，称约翰型聚焦法或半聚焦法（a）；若晶体弯曲半径与聚焦圆半径相等，称约翰逊型聚焦法或全聚焦法（b），新型的波谱仪多采用全聚焦法。
波谱仪的特点：
1、WDS的波长分辨率很高，例如波长十分接近的VKa(2.28434Å),CrKa1(2.28962Å),CrKa2(2.29351Å)三根谱线可被清楚的分开。
2、WDS的X射线信号利用率很低，所以要在大束流下使用（i10-9A），使得空间分辨率低。
3、WDS的分析速度慢，每个分光晶体每次只能分析一个元素。完成全谱定性分析需要15分钟以上。
4、WDS探测限为0.01%－0.05%;EDS探测限为0.1%－0.5%。
