Атомның магниттік моменті кез келген заттың магниттік қасиетін сипаттайтын негізгі физикалық векторлық шама болып табылады. Магнитизмнің пайда болу көзі классикалық электромагниттік теория бойынша электронның орбитадағы қозғалысы нәтижесінде пайда болатын микротоктар болып табылады. Магниттік момент барлық элементар бөлшектердің, ядролардың, атомдық электронды қабаттардың және молекулалардың ерекше қасиеті болып табылады.
Кванттық механика бойынша барлық элементар бөлшектерге тән магнетизм оларда спин деп аталатын механикалық моменттің болуына байланысты (кванттық табиғаттың өзіндік механикалық импульсі). Атом ядросының магниттік қасиеттері ядроның құрамдас бөліктері - протондар мен нейтрондардың спиндік моменттерінен тұрады. Электрондық қабықшалардың (атомішілік орбиталар) да магниттік моменті бар, ол онда орналасқан электрондардың магниттік моменттерінің қосындысы болып табылады.
Басқаша айтқанда, элементардың магниттік моменттерібөлшектер мен атомдық орбитальдар спин импульсі деп аталатын атом ішілік кванттық механикалық әсерге байланысты. Бұл әсер өз орталық осінің айналасындағы айналудың бұрыштық импульсіне ұқсас. Айналдыру импульсі кванттық теорияның негізгі тұрақтысы болып табылатын Планк тұрақтысында өлшенеді.
Барлық нейтрондардың, электрондардың және протондардың, шын мәнінде, атомдары, Планк бойынша, ½-ге тең спинге ие. Атомның құрылымында ядро айналасында айналатын электрондар спиндік импульстен басқа орбиталық бұрыштық импульске де ие болады. Ядроның статикалық орнында болғанымен, ядролық спин эффектісі арқылы пайда болатын бұрыштық импульсі де бар.
Атомдық магниттік моментті тудыратын магнит өрісі осы бұрыштық импульстің әртүрлі формаларымен анықталады. Магниттік өрісті құруға ең елеулі үлес спин эффектімен қосылады. Паули принципіне сәйкес, екі бірдей электрон бір уақытта бір кванттық күйде бола алмайды, байланысқан электрондар біріктіріледі, ал олардың спиндік моменті диаметральді қарама-қарсы проекцияларға ие болады. Бұл жағдайда электронның магниттік моменті азаяды, бұл бүкіл құрылымның магниттік қасиеттерін төмендетеді. Электрондар саны жұп болатын кейбір элементтерде бұл момент нөлге дейін төмендейді, ал заттардың магниттік қасиеті тоқтайды. Осылайша, жеке элементар бөлшектердің магниттік моменті бүкіл ядролық-атомдық жүйенің магниттік қасиеттеріне тікелей әсер етеді.
Тақ электрондары бар ферромагниттік элементтер жұпталмаған электронға байланысты әрқашан нөлдік емес магнетизмге ие болады. Мұндай элементтерде көрші орбитальдар қабаттасады және жұпталмаған электрондардың барлық спиндік моменттері кеңістікте бірдей бағдар алады, бұл ең төменгі энергетикалық күйге жетуге әкеледі. Бұл процесс алмасу әрекеттестігі деп аталады.
Ферромагниттік атомдардың магниттік моменттерінің осылай теңестірілуімен магнит өрісі пайда болады. Ал магниттік моменттері бағдарсыз атомдардан тұратын парамагниттік элементтердің өзіндік магнит өрісі болмайды. Бірақ егер сіз оларға сыртқы магнетизм көзімен әсер етсеңіз, онда атомдардың магниттік моменттері біркелкі болады және бұл элементтер де магниттік қасиеттерге ие болады.
