В общем случае магнитный момент заряженной частицы определяется как ее спиновым, так и орбитальным движениями. Полный момент импульса такого движения в квантовой механике описывается суммой операторов спинового и орбитального моментов импульса

Проекция полного магнитного момента частицы на произвольное направление

где – собственный магнитный момент частицы, - квантовое число, определяющее проекцию полного момента импульса на заданное направление, – квантовое число, определяющее величину полного момента импульса и – безразмерная величина, называемая множителем Ланде или – фактором.

Таким образом, магнитный момент атомного ядра зависит от спинового и орбитального движения нуклонов, электронных оболочек атома – спинового и орбитального движения электронов. Полный магнитный момент атома складывается из магнитных моментов атомного ядра и электронных оболочек. При этом необходимо помнить, что ядерный магнетон на три порядка меньше магнетона Бора, поэтому вклад атомного ядра в магнитный момент атома также на три порядка меньше вклада электронов. В случае кристаллов магнитные свойства определяются магнитными характеристиками атомов, образующих кристаллическую решетку, и коллективизированными электронами.

Отклик среды на внешнее магнитное описывается с помощью макроскопических токов намагничивания, представляющих собой молекулярные токи, усредненные по макроскопическим областям. Магнитное поле возмущает движение связанных атомных электронов, а также электронов проводимости. Это возмущенное движение электронов формирует молекулярные токи. Таким образом, теорема о циркуляции вектора магнитной индукции запишется в виде

где – плотность тока проводимости, – плотность тока намагничивания и – плотность тока смещения. Если скорость изменения во времени электрического смещения мала, вкладом тока смещения можно пренебречь.

При введении вектора напряженности магнитного поля согласно уравнению

и вектора намагниченности (магнитный момент единицы объема вещества) согласно уравнению

уравнение (II.9.7) преобразуется к виду

где – магнитная восприимчивость вещества, связывающая векторы и ,

Здесь предполагается изотропность среды. Отметим, что величины и - относительная магнитная проницаемость среды являются безразмерными.

В зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости все вещества делятся на три основные группы: 1) диамагнетики, , ; 2) парамагнетики, , ; 3) ферромагнетики, , , .