Atoma magnētiskais moments ir galvenais fiziskais vektora lielums, kas raksturo jebkuras vielas magnētiskās īpašības. Magnētisma veidošanās avots saskaņā ar klasisko elektromagnētisko teoriju ir mikrostrāvas, kas rodas no elektrona kustības orbītā. Magnētiskais moments ir visu bez izņēmuma elementārdaļiņu, kodolu, atomu elektronu apvalku un molekulu neaizstājama īpašība.
Magnētisms, kas saskaņā ar kvantu mehāniku ir raksturīgs visām elementārdaļiņām, ir saistīts ar mehāniskā momenta klātbūtni tajās, ko sauc par spinu (savu kvantu rakstura mehānisko impulsu). Atomu kodola magnētiskās īpašības veido kodolu veidojošo daļu - protonu un neitronu - griešanās momenti. Elektroniskajiem apvalkiem (intraatomiskām orbītām) ir arī magnētiskais moments, kas ir uz tiem esošo elektronu magnētisko momentu summa.
Citiem vārdiem sakot, elementāru magnētiskie momentidaļiņas un atomu orbitāles ir saistītas ar intraatomu kvantu mehānisko efektu, kas pazīstams kā griešanās impulss. Šis efekts ir līdzīgs rotācijas leņķiskajam impulsam ap savu centrālo asi. Griešanās impulsu mēra Planka konstantē, kvantu teorijas pamatkonstantē.
Visu neitronu, elektronu un protonu, no kuriem patiesībā sastāv atoms, saskaņā ar Planka teikto, spins ir vienāds ar ½. Atoma struktūrā elektroniem, kas rotē ap kodolu, papildus griešanās impulsam ir arī orbitālais leņķiskais impulss. Kodolam, lai gan tas ieņem statisku stāvokli, ir arī leņķiskais impulss, ko rada kodola griešanās efekts.
Magnētisko lauku, kas ģenerē atomu magnētisko momentu, nosaka šī leņķiskā impulsa dažādie veidi. Visievērojamāko ieguldījumu magnētiskā lauka radīšanā sniedz griešanās efekts. Saskaņā ar Pauli principu, saskaņā ar kuru divi identiski elektroni nevar vienlaikus atrasties vienā kvantu stāvoklī, saistītie elektroni saplūst, savukārt to spina momenti iegūst diametrāli pretējas projekcijas. Šajā gadījumā tiek samazināts elektrona magnētiskais moments, kas samazina visas struktūras magnētiskās īpašības. Dažos elementos, kuriem ir pāra elektronu skaits, šis moments samazinās līdz nullei, un vielām pārstāj būt magnētiskās īpašības. Tādējādi atsevišķu elementārdaļiņu magnētiskajam momentam ir tieša ietekme uz visas kodol-atomu sistēmas magnētiskajām īpašībām.
Feromagnētiskajiem elementiem ar nepāra elektronu skaitu vienmēr būs nulles magnētisms nesapārotā elektrona dēļ. Šādos elementos blakus esošās orbitāles pārklājas, un visi nepāra elektronu griešanās momenti ir vienādi orientēti telpā, kas noved pie zemākās enerģijas stāvokļa sasniegšanas. Šo procesu sauc par apmaiņas mijiedarbību.
Ar šo feromagnētisko atomu magnētisko momentu izlīdzināšanu rodas magnētiskais lauks. Un paramagnētiskajiem elementiem, kas sastāv no atomiem ar dezorientētiem magnētiskajiem momentiem, nav sava magnētiskā lauka. Bet, ja jūs iedarbīsities uz tiem ar ārēju magnētisma avotu, tad atomu magnētiskie momenti izlīdzināsies, un arī šie elementi iegūs magnētiskas īpašības.
