Materiens magnetisme kommer fra det magnetiske moment af elektroner i atomer
Stof er opbygget af atomer, som er opbygget af kerner og elektroner. I atomer har elektroner orbitale magnetiske momenter, fordi de bevæger sig rundt om kernen; elektroner har spin magnetiske momenter på grund af spin. Atomernes magnetiske moment kommer hovedsageligt fra det elektronmagnetiske moment, som er kilden til alle materialers magnetisme.
Det magnetiske moment er en retningsvektor. Spin-tilstandene for elektroner i atomer er opdelt i to typer: op og ned. I de fleste materialer er der lige så mange elektroner med opadgående spin, som der er nedadgående spin. De magnetiske momenter, de genererer, ophæver hinanden, og hele atomet har ingen ekstern magnetisme. Kun få stofatomer har forskelligt antal elektroner i forskellige spin-retninger. På denne måde, efter at de magnetiske momenter af elektroner med modsatte spins ophæver hinanden, er de spinmagnetiske momenter for de resterende elektroner ikke blevet udlignet, og hele atomet har et totalt magnetisk moment. Det magnetiske moment af et enkelt atom afhænger af atomstrukturen, og atomer af alle grundstoffer i det periodiske system har deres egne magnetiske momenter.
På grund af de forskellige magnetiske momenter af forskellige atomer fører vekselvirkningen af atomare magnetiske momenter mellem makroskopiske stoffer til forskellige arrangementer af atomare magnetiske momenter ved stuetemperatur. Ifølge forskellene i magnetiseringsintensitet og magnetisk modtagelighed af makroskopiske stoffer i et eksternt magnetfelt er de opdelt i paramagnetiske stoffer, diamagnetiske stoffer, ferromagnetiske stoffer, ferrimagnetiske stoffer og antiferromagnetiske stoffer.
Magnetisk moment og magnetisk flux: kan konverteres med spolekonstant
Magnetisk moment og magnetfelt er begge vigtige parametre, der beskriver den magnetiske styrke af permanentmagnetmaterialer. Der er en vis sammenhæng mellem dem, men det er fysiske størrelser med forskellig betydning.
Den almindeligt anvendte testmetode for det magnetiske moment udføres i henhold til International Electrotechnical Commission standard IEC60404-14 (træk- eller rotationsmetode til at teste det magnetiske dipolmoment af ferromagnetiske materialer). Målingen af magnetisk moment beregnes ved at måle den åbne magnetiske flux. Ved at måle den åbne kredsløbsprøve i en endimensionel Helmholtz-spole med en strengt kalibreret spolekonstant på k, kan den magnetiske fluxværdi Ø opnås, og materialets magnetiske moment M kan beregnes ud fra den magnetiske fluxværdi. Beregnet som følger:
M = k * ФM
Repræsenterer magnetens magnetiske moment, enheden er Wb·cm-1k repræsenterer spolekonstanten, enhed: cm-1 (enhedsændringen af spolekonstanten vil forårsage ændringen af den magnetiske momentenhed )
Ф repræsenterer den magnetiske fluxværdi, enhed: Wb
For den samme magnet er de magnetiske fluxværdier målt under forskellige spolekonstanter forskellige, men det beregnede magnetiske moment er det samme. Derfor vil den magnetiske øjeblikskommunikation mellem købere og sælgere være mere præcis og effektiv.