射线管靶中的金属元素原子数之间有系统性的数学关系。这被物理学界称为莫塞莱定律。在莫塞莱的这一发现之前，诸如俄国着名化学家门捷列夫在内的化学界普遍认为化学元素的序数由原子量所决定。在门捷列夫创制的元素周期表中，他调整了部分元素的位置。举例来说，尽管金属钴和镍这两种元素的原子量几乎相等，但根据两者的物理和化学属性，门捷列夫分别将其原子序数定义为27和28。事实上，钴的原子量略大于镍，如果根据原子量排序，那么钴应当排在镍之后。但是在莫塞莱的X射线光谱实验中，他根据波长来排列这两种元素，就很正确地得出了27（钴