Тормозно́е излуче́ние — электромагнитное излучение, испускаемое быстрой заряженной частицей при ее рассеянии (торможении) в электрическом поле. Спектр тормозного излучения непрерывен, его максимальная энергия равна начальной энергии частицы. Примерами могут служить тормозное рентгеновское излучение в рентгеновской трубке, тормозное гамма-излучение быстрых электронов ускорителя при их попадании на мишень. Иногда в понятие тормозного излучения включают также излучение релятивистских заряженных частиц, движущихся в макроскопических магнитных полях (в ускорителях, в космическом пространстве), и называют его магнитотормозным излучением; однако более употребительным в этом случае является термин синхротронное излучение.
Согласно классической электродинамике интенсивность тормозного излучения пропорциональна квадрату ускорения заряженной частицы. Так как ускорение обратно пропорционально массе m частицы, то в одном и том же поле тормозное излучение электрона (легчайшей заряженной частицы) в миллионы раз мощнее излучения протона. Поэтому чаще всего наблюдается и практически используется тормозное излучение возникающее при рассеянии электронов на электростатическом поле атомных ядер и электронов. Такова природа рентгеновских лучей в рентгеновских трубках и гамма-излучения, испускаемого быстрыми электронами при прохождении через вещество.
Интенсивность тормозного излучения пропорциональна квадрату атомного номера Z ядра, в поле которого тормозится электрон. По закону Кулона сила f взаимодействия электрона с ядром пропорциональна заряду ядра Ze, где е — элементарный заряд, а ускорение определяется вторым законом Ньютона: а=f/m. При движении в веществе электрон с энергией выше некоторой критической энергии E0 тормозится преимущественно за счет тормозного излучения. При меньших энергиях преобладают потери на возбуждение и ионизацию атомов. Например, для свинца E0 приблизительно равно 10 Мэв, для воздуха — 200 Мэв.
Рассеяние электрона в электрическом поле атомного ядра и атомных электронов является электромагнитным процессом, его описание дает квантовая электродинамика. При низкой энергии электрона достаточен учет только кулоновского поля ядра. Согласно квантовой электродинамике, в поле ядра существует вероятность квантового перехода электрона в состояние с меньшей энергией с излучением одного фотона. Вероятность излучения большего числа фотонов мала. При высоких энергиях тормозное излучение направлено вперед по движению электрона. Это свойство используется для получения интенсивных пучков фотонов высокой энергии (гамма-квантов) на электронных ускорителях. Тормозное излучение является частично поляризованным.
Уточнение теории тормозного излучения достигается учетом экранирования кулоновского поля ядра атомными электронами. Поправки на экранирование, существенные при высоких энергиях заряженных частиц, приводят к снижению вероятности тормозного излучения. На свойства тормозного излучения при прохождении электронов через вещество влияют эффекты, связанные со структурой среды и многократным рассеянием электронов. Многократное рассеяние при больших энергиях приводит в аморфных веществах к снижению интенсивности и расширению пучка тормозного излучения. При прохождении электронов больших энергий через кристаллы возникают интерференционные явления — появляются резкие максимумы в спектре тормозного излучения и увеличивается степень поляризации.
Причиной значительного тормозного излучения может быть тепловое движение в горячей разреженной плазме с температурой 105-106 К и выше. Элементарные акты тормозного излучения, называемого в этом случае тепловым тормозным излучением, обусловлены столкновениями заряженных частиц, из которых состоит плазма. Тормозное рентгеновское и гамма-излучение применяется в технике, медицине, в исследованиях по биологии, химии, физике.