Bit magnetizma
1. podrijetlo materijalnog magnetizma
Ako je magnet elektromagnetski vrtlog, magnet i ne vidi nikakav elektromagnetski vrtlog, zašto je magnetski?
naš odgovor je: magnetska svojstva materije potječu od gibanja elektrona u atomu, a kretanje elektrona proizvodi vrtlog elektromagnetnog etera. Već 1820. danski znanstvenik Oster otkriva magnetsko djelovanje električne struje. Prvi put je otkrio vezu između magnetizma i električne energije, povezujući tako električnu energiju i magnetizam. Da bi objasnio fenomen permanentnih magneta i magnetizacije, Ampere je predložio hipotezu molekularne struje. Amper smatra da postoji struja prstena u molekuli svake tvari, nazvanu molekularna struja, a molekularna struja je ekvivalentna elementarnom magnetu. Kad tvari nemaju magnetizam na makroskopskoj razini, orijentacije tih molekularnih struja su nepravilne, a magnetske efekte koje nastaje izvana poništavaju se tako da cijeli objekt nije magnetski. Pod djelovanjem vanjskog magnetskog polja, svaka molekularna struja ekvivalentna elementarnom magnetu će biti orijentirana u smjeru vanjskog magnetskog polja, što uzrokuje da objekt pokazuje magnetizam. Postoji bitna veza između magnetskih fenomena i električnih pojava. Magnetska svojstva materije i struktura elektrona usko su povezani. Ullenbeck i Goldsmith prvi su predložili pojam elektronskog spina, koji je mislio na elektrone kao nabijene kugle. Oni misle da, slično kretanju Zemlje oko sunca, elektroni se trče oko jezgre s jedne strane, a postoji odgovarajuća orbita. Kružni moment i magnetski moment orbita, s druge strane, okreću se oko svoje osi, s kutnim momentom vrtnje i odgovarajućim magnetnim momentom vrtnje. Magnetski moment mjeren Stern-Galachom iz srebrnog atomskog zračenja je magnetski moment spina. (Sada ljudi misle da nije ispravno promatrati elektronski spin kao rotaciju kugle oko svoje osi.) Rotacija elektrona oko jezgre u kružnoj orbiti i gibanje spina oko sebe će proizvesti vrtlog elektromagnetskih eter radi formiranja magnetizma. Zajednički magnetski momenti koriste se za opisivanje magnetizma. Stoga, elektroni imaju magnetski moment, koji se sastoji od orbitalnog magnetskog momenta elektrona i magnetskog momenta spina. U kristalu, orbitalni magnetski moment elektrona utječe kristalna rešetka, mijenja se njezin smjer i ne može se formirati zglobni magnetski moment, a vanjski magnetski učinak. Zbog toga magnetska svojstva materije nisu uzrokovana magnetnim magnetnim momentom elektrona, već uglavnom magnetnim momentom spina. Približna vrijednost svakog magnetskog momenta vrtnje elektrona je jednaka jednom Bohr-magnetu. Je li jedinica atomskog magnetskog momenta,. Budući da je jezgra oko 2000 puta teža od elektrona, a brzina gibanja tek je nekoliko tisućinki elektronske brzine, magnetski moment jezgre je samo nekoliko tisućinki elektrona, što je zanemarivo. Magnetski moment izoliranog atoma određuje se strukturom atoma. Ako u atomu ima neispunjena elektronska ljuska, magnetski moment elektronskog spina nije otkazan, a atom ima "trajni magnetski trenutak". Na primjer, željezni atom ima atomski broj od 26 i ukupno 26 elektrona. Osim jednog od pet orbita, dva elektrona (spin antiparallel) moraju biti popunjena, a ostala četiri orbita imaju samo jedan elektron, a ovi su elektroni smjerovi vrtnje paralelni, pri čemu je magnetskog momenta ukupnog elektrona spin 4.