磁気モーメント
あらゆる物質の磁気モーメントの起源は、次の2つである。
物質内部での電荷の運動(電流)
素粒子が固有に持つ磁気モーメント
前者を起源とする磁気モーメントは、系の内部に存在する全ての電流(あるいは、移動する電荷とその速度)の分布を調べることで計算できる。その一方で、後者は粒子が固有に持つ値であり、多くの粒子について実験で精密に測定できる。例えば、電子の磁気モーメントは、−9.284764×10J/Tという値が知られている。磁気モーメントはベクトル量であるので、大きさと向きを持つが、粒子の磁気モーメントの向きは粒子が持つスピンの向きによって決まる。例えば、電子の磁気モーメントは負符号を持つが、これは電子の磁気モーメントと電子のスピンの向きが反平行であることを意味している。
あらゆる系の磁気モーメントは、系内に存在する全ての磁気モーメントベクトルの和として表される。例えば、水素原子(陽子1個と電子1個)の磁気モーメントは、次に挙げる全ての寄与のベクトルの和となる。
電子が持つ固有の磁気モーメント
陽子の周りを回る電子の軌道運動によって生じる磁気モーメント
陽子が持つ固有の磁気モーメント
同様に、磁石の磁気モーメントは、磁石内部の不対電子の固有の磁気モーメントと軌道磁気モーメントの和として表せる。