Na splošno, elektroni izpolnite orbitalami atom v parih. Če eden od elektronov v paru zavrti navzgor, drugi vrti navzdol. To je nemogoče, da obe elektronov v paru vrti v isti smeri. To je del načela kvantne-mehanski znan kot Pauli izključenosti načela.
Čeprav se elektroni atoma je zelo daleč ne premakne, njihovo gibanje je dovolj, da ustvarite majhen magnetno polje. Ker parih elektroni vrtijo v nasprotnih smereh, magnetna polja odpove drug drugega. Atoma feromagnetnih elementov, na drugi strani pa imajo več neparnega elektrone, ki imajo enako spin. Železo, na primer, ima štiri neparnega elektrone z istim spin. Ker nimajo nasprotujoči polja za preklic njihove učinke, ti elektroni imajo orbitalno magnetni moment. Magnetni moment je vektor - ima velikost in smer. To je povezano z obeh jakosti magnetnega polja, in navorom, da polje izvede udarno. Magnetni momenti v celoti Magnet prihajajo iz trenutkov vseh njenih atomov.
Atoma železa in njene štiri neparni elektron
V kovinami, kot so železo, orbitalni magnetni moment spodbuja bližnje atome uskladiti vzdolž istega severu -South silnice. Železo in drugi feromagnetni materiali so kristalinične. Kot se ohladi iz staljenega stanja, skupina atomov z vzporednim orbitalna spin postave znotraj kristalne strukture. To tvori magnetne domene, opisanih v prejšnjem poglavju.
Morda ste opazili, da so materiali, ki omogočajo dobre magnete enako kot materialov magneti privlačijo. To je zato, ker magneti pritegnili materiale, ki imajo neparnega elektrone, da spin v isto smer. Z drugimi besedami, kakovost, ki pretvarja kovino v magnet privlači tudi kovine magnetnemu polju. Mnogi drugi elementi so diamagnetni - njihovi neparni atomi ustvariti polje, ki šibko odvračilni magnet. Nekaj materiali ne reagirajo z magneti na vseh.
To pojasnilo in njegov osnovni kvantne fizike so precej zapleteni in brez njih se lahko ideja magnet biti mystifying. Tako da ni presenetljivo, da so ljudje ogledov magnetnih materialov z nezaupanjem za veliko zgodovine. V naslednjem razdelku bomo si oglejte pooblas
