Obecně platí, že elektrony vyplnit orbitalů atomu v párech. Je-li jeden z elektronů v páru se točí směrem nahoru a druhá směrem dolů se točí. To je možné, aby oba elektronů v páru otáčet ve stejném směru. Jedná se o součást kvantové-mechanický princip známý jako Pauli vylučovací princip.
I přesto, že elektrony atomu nejsou velmi daleko pohybovat, jejich pohyb je s to vytvořit malé magnetické pole. Vzhledem k tomu, párové elektrony točit v opačných směrech, jejich magnetické pole zruší jednoho jiný ven. Atomy feromagnetických prvků, na druhé straně, mají několik nepárové elektrony, které mají stejné rotaci. Železa, například, má čtyři nepárové elektrony se stejným rotaci. Vzhledem k tomu, že nemají žádné protichůdné pole zrušení jejich účinků, tyto elektrony mají orbitální magnetický moment. Magnetický moment je vektor - má velikost a směr. Souvisí to jak na síle magnetického pole a točivého momentu, že pole vykonává. Magnetické momenty celek magnet pochází z momentů všech svých atomů.
Atom železa a jeho čtyři nepárové elektrony
V kovech, jako je železo, oběžná magnetický moment vybízí nedaleký atomy k zarovnání podél stejné severu -Jižní siločáry. Železa a jiných feromagnetické materiály jsou krystalické. Když se ochladí z roztaveném stavu, skupiny atomů, s paralelním orbital spin sestavě ve struktuře krystalu. Toto tvoří magnetické domény popsané v předchozí části.
Možná jste si všimli, že materiály, které dělají dobré magnety jsou stejné jako materiály magnety přitahují. To je proto, že magnety přitahují materiálů, které mají nepárové elektrony, které točit ve stejném směru. Jinými slovy, kvalita, která se změní z kovu do magnet také přitahuje kov na magnety. Mnoho dalších prvky jsou diamagnetický - jejich nepárové atomy vytvořit pole, které slabě odpuzuje magnet. Několik materiály nereagují s magnety na všech.
Toto vysvětlení a její základní kvantové fyziky jsou poměrně složité, a bez nich myšlenka magnetické přitažlivosti může být matoucí. Takže není divu, že lidé si prohlíželi magnetické materiály s podezřením pro hodně
