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磁鐵是任何材料能夠產生磁場。因為任何移動的電荷產生磁場，電子微小的磁鐵。然而，在大多數材料中的電子是隨機取向的，所以有很少或沒有凈磁場。簡單地說，在磁鐵的電子往往取向相同的方式。這自然發生在許多離子，原子，并且當它們冷卻時，材料中，但在室溫下并不常見。某些元素(例如，鐵，鈷，鎳等)的鐵磁性(可誘導在磁場中被磁化時)，在室溫下。對于這些元素的電勢時的價電子的磁矩對齊。許多其他元素是反磁性。在抗磁材料的未成對原子產生一個字段，弱排斥的磁鐵。有些材料不反應磁鐵原子的磁偶極子磁性的來源。在原子水平上，磁偶極子主要有兩種類型的電子的運動的結果。有圍繞原子核的電子，從而產生一個軌道的偶極子磁矩的軌道運動。的電子磁矩的另一個組成部分是由于自旋偶極子的磁矩。

　　然而，圍繞原子核運動的電子不是真正的軌道，也不是與實際的“紡"的電子自旋偶極子的磁矩。傾向于向的材料的能力，成為磁性，由于電子的磁矩不能*被抵消，當有“奇"電子未成對電子。在細胞核中的質子和中子也有軌道和自旋角動量，和磁時刻。核磁矩比電子磁矩要弱得多，因為雖然可能是與不同的粒子的角動量，磁矩是成反比的質量(一個電子的質量遠小于質子或中子) 。較弱的核磁矩負責核磁共振(NMR)，這是用于磁共振成像(MRI)。 液體磁鐵 | 德水與靜態圖像：物理實驗，麥克米倫和公司的(1914)磁仍然是很大程度上難以解釋在其最fundemental的水平。例如，如何進行磁鐵的磁場，磁鐵吸引到另一個對象？磁鐵互相吸引，*真空。因此，所謂的磁性“字段"應該有一個物理粒子'傳染'(磁鐵)從一個對象到另一個對象吸引。每個文本書上說有磁場，但沒有看到任何令人信服的explanaion這一領域如何傳播。