В отсутствие магнитного поля все направления атомных магнитных моментов равновероятны. В магнитном поле атом обладает потенциальной энергией , которая зависит от угла θ.

Считая, что каждый из атомных моментов вносит в результирующий магнитный момент вклад pmcosθ, и учитывая, что χ << 1, можно определить магнитную воспримчивость парамагнетика: , которая обратно пропорциональна температуре –закон Кюри.

Ферромагнетики. Некоторые вещества способные обладать намагниченностью в отсутствие магнитного поля, а их магнитная проницаемость во много раз (до 1010) больше проницаемости диа- и парамагнетиков. Для ферромагнетиков зависимость M = f(H) носит сложный вид (кривая намагничения Столетова). Кроме нелинейной зависимости между M и H для ферромагнетиков характерен гистерезис: намагничение не является однозначной функцией напряженности. Величины Br – остаточная магнитная индукция, Нс – коэрцитивная сила, μmax – максимальная магнитная проницаемость – являются основными характеристиками ферромагнетика.

Ферромагнитное состояние существует благодаря не магнитному, а электростатическому взаимодействию электронов – обменному взаимодействию, которое носит чисто квантовый характер. При сближении атомов – образовании кристалла – из-за перекрытия электронных облаков электроны обобществляются и возникает обменное взаимодействие, в результате которого магнитные моменты электронов ориентируются параллельно друг другу. При этом в ферромагнетике возникают области намагничения, называемые доменами. В пределах каждого домена все магнитные моменты электронов направлены одинаково, но направления результирующих моментов для различных доменов различны.

Для каждого ферромагнетика существует точка Кюри (причем ), выше которой домены распадаются, вещество утрачивает свои ферромагнитные свойства и ведет себя как парамагнетик.