物質(zhì)的磁性起源于原子中電子的運(yùn)動(dòng),電子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電磁以太的渦旋.
早在1820年,丹麥科學(xué)家奧斯特就發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),第一次揭示了磁與電存在著聯(lián)系,從而把電學(xué)和磁學(xué)聯(lián)系起來.
為了解釋永磁和磁化現(xiàn)象,安培提出了分子電流假說.安培認(rèn)為,任何物質(zhì)的分子中都存在著環(huán)形電流,稱為分子電流,而分子電流相當(dāng)一個(gè)基元磁體.當(dāng)物質(zhì)在宏觀上不存在磁性時(shí),這些分子電流做的取向是無規(guī)則的,它們對(duì)外界所產(chǎn)生的磁效應(yīng)互相抵消,故使整個(gè)物體不顯磁性.在外磁場(chǎng)作用下,等效于基元磁體的各個(gè)分子電流將傾向于沿外磁場(chǎng)方向取向,而使物體顯示磁性.
磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象有本質(zhì)的聯(lián)系.物質(zhì)的磁性和電子的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系.烏倫貝克與哥德斯密特最先提出的電子自旋概念,是把電子看成一個(gè)帶電的小球,他們認(rèn)為,與地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)相似,電子一方面繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn),相應(yīng)有軌道角動(dòng)量和軌道磁矩,另一方面又繞本身軸線自轉(zhuǎn),具有自旋角動(dòng)量和相應(yīng)的自旋磁矩.施特恩-蓋拉赫從銀原子射線實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的磁矩正是這自旋磁矩.（現(xiàn)在人們認(rèn)為把電子自旋看成是小球繞本身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)是不正確的.）
電子繞原子核作圓軌道運(yùn)轉(zhuǎn)和繞本身的自旋運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生電磁以太的渦旋而形成磁性,人們常用磁矩來描述磁性.因此電子具有磁矩,電子磁矩由電子的軌道磁矩和自旋磁矩組成.在晶體中,電子的軌道磁矩受晶格的作用,其方向是變化的,不能形成一個(gè)聯(lián)合磁矩,對(duì)外沒有磁性作用.因此,物質(zhì)的磁性不是由電子的軌道磁矩引起,而是主要由自旋磁矩引起.每個(gè)電子自旋磁矩的近似值等于一個(gè)波爾磁子 .是原子磁矩的單位,.因?yàn)樵雍吮入娮又?000倍左右,其運(yùn)動(dòng)速度僅為電子速度的幾千分之一,故原子核的磁矩僅為電子的千分之幾,可以忽略不計(jì).