Magnetisch moment

Het magnetisch moment is een vector, die loodrecht op het oppervlak staat, waar de stroom omheen loopt en wiens pijlpunt van de noordpool wegwijst. Dienovereenkomstig lopen de veldlijnen gesloten van de noordpool naar de zuidpool en dan in de geleidingslus parallel aan het magnetisch moment weer naar de noordpool (zie afbeelding).

Aangezien magneetvelden met slechts één pool niet bestaan (monopolen), is het eenvoudigste magnetisch moment een zogenaamd dipoolmoment. Het bezit altijd twee tegenovergestelde polen. Elektrische velden daarentegen kunnen ook een monopool moment hebben. Dit is het veld, dat van een enkele puntlading uitgaat. Twee ladingen op een vaste afstand van elkaar vormen echter, analoog met het magnetisme, een elektrisch dipool moment (zie afbeelding).

Ook bij permanente magneten wordt de magnetische werking via kringstromen in het materiaal verklaard. Er wordt aangenomen dat de elektronen een elektronspin hebben waar een magnetisch moment uit voortkomt. Bij de magnetisatie worden al deze magnetische momenten parallel uitgelijnd. Men noemt dit dan ook magnetische polarisatie. In ferromagnetische materialen leidt dit tot een permanente magnetisatie, als de uitlijning voldoende sterk is. De magnetische polarisatie verdwijnt dus niet weer, wanneer het externe magneetveld wordt uitgeschakeld. De resterende magnetische polarisatie wordt ook remanentie genoemd. De magnetische momenten van alle elektronspins werden in dit geval parallel uitgelijnd en leiden tot een macroscopische magnetisatie, die door de som van de magnetische momenten van de elektronspins ontstaat.

De reden voor de permanente uitlijning is de uitwisselingsinteractie tussen alle magnetische momenten van de elektronspins. Deze uitwisselingsinteractie stabiliseert de uitgelijnde elektronspins onder elkaar en zo ontstaat remanentie. De uitlijning van de magnetische momenten kan worden gestoord door warmtetoevoer, die de beweging van de elektronen en daardoor de onderlinge menging van de magnetische momenten van de elektronspins versterkt. Ook harde slagen op een permanente magneet vernietigen de magnetisatie. Tenslotte wordt de magnetisatie ook vernietigd door een tegenveld van de coërcitieve veldsterkte, omdat door het tegenveld een kracht op de magnetische momenten van de uitgelijnde elektronspins werkt, die probeert om de magnetische momenten in de tegenovergestelde richting te draaien.