Magnetizam materije dolazi od magnetskog momenta elektrona u atomima
Materija se sastoji od atoma, koji se sastoje od jezgri i elektrona. U atomima elektroni imaju orbitalne magnetske momente jer se kreću oko jezgre; elektroni imaju spinske magnetske momente zbog spina. Magnetski moment atoma uglavnom dolazi od magnetskog momenta elektrona, koji je izvor magnetizma svih materijala.
Magnetski moment je usmjereni vektor. Modovi spina elektrona u atomima dijele se u dvije vrste: gore i dolje. U većini materijala postoji onoliko elektrona sa spinom prema gore koliko ima i spina prema dolje. Magnetski momenti koje stvaraju međusobno se poništavaju i cijeli atom nema vanjski magnetizam. Samo nekoliko atoma materije ima različit broj elektrona u različitim smjerovima spina. Na taj način, nakon što se magnetski momenti elektrona sa suprotnim spinovima međusobno ponište, spinski magnetski momenti preostalih elektrona nisu poništeni, a cijeli atom ima ukupni magnetski moment. Magnetski moment pojedinog atoma ovisi o strukturi atoma, a atomi svih elemenata u periodnom sustavu imaju svoje magnetske momente.
Zbog različitih magnetskih momenata različitih atoma, međudjelovanje atomskih magnetskih momenata između makroskopskih tvari dovodi do različitih rasporeda atomskih magnetskih momenata na sobnoj temperaturi. Prema razlikama u intenzitetu magnetizacije i magnetskoj susceptibilnosti makroskopske tvari u vanjskom magnetskom polju dijele se na paramagnetske tvari, dijamagnetske tvari, feromagnetske tvari, ferimagnetske tvari i antiferomagnetske tvari.
Magnetski moment i magnetski tok: mogu se pretvoriti pomoću konstante zavojnice
Magnetski moment i magnetsko polje važni su parametri koji opisuju magnetsku snagu materijala s permanentnim magnetima. Između njih postoji određena korelacija, ali to su fizikalne veličine s različitim značenjima.
Uobičajena metoda ispitivanja magnetskog momenta provodi se prema standardu Međunarodne elektrotehničke komisije IEC60404-14 (metoda povlačenja ili rotacije za ispitivanje magnetskog dipolnog momenta feromagnetskih materijala). Mjerenje magnetskog momenta izračunava se mjerenjem magnetskog toka otvorenog kruga. Mjerenjem uzorka otvorenog kruga u jednodimenzionalnoj Helmholtzovoj zavojnici sa strogo kalibriranom konstantom zavojnice k, može se dobiti vrijednost magnetskog toka Ø, a magnetski moment M materijala može se izračunati iz vrijednosti magnetskog toka. Izračunava se na sljedeći način:
M = k * ФM
Predstavlja magnetski moment magneta, jedinica je Wb·cm-1k predstavlja konstantu zavojnice, jedinica: cm-1 (jedinička promjena konstante zavojnice uzrokovat će promjenu jedinice magnetskog momenta )
F predstavlja vrijednost magnetskog toka, jedinica: Wb
Za isti magnet, vrijednosti magnetskog toka izmjerene pod različitim konstantama zavojnice su različite, ali je izračunati magnetski moment isti. Stoga će komunikacija magnetskog momenta između kupaca i prodavača biti točnija i učinkovitija.