Tại sao sắt lại bị nam châm hút?
Một số kim loại, như sắt, coban, kền có khả năng biểu hiện tính chất từ hóa tự phát là đặc điểm của các vật liệu gọi là sắt từ. Hiện tượng này bắt nguồn từ tính chất lượng tử của các electron, tức spin, khiến mỗi nguyên tử có biểu hiện như một loại nam châm và có cái mà người ta gọi là “momen từ”. Ở phần lớn các vật liệu, các nguyên tử không bộc lộ một từ tính nào. Trên thực tế, các electron của chúng ghép đôi với nhau và các spin ''chĩa'' vào các hướng đối diện giống như hai các kim la bàn theo chiều ngược. Trái lại, trong trường hợp mà một hoặc nhiều electron là ''độc thân, thì momen từ của từng nguyên tử không còn vô hiệu nữa. Nhưng toàn bộ các momen từ phải hướng tất cả vào cùng một phía thì hiệu lực của chúng mới thấy rõ được. Ví dụ, ở đồng lại không như vậy: các momen từ định hướng một cách ngẫu nhiên và người ta không thấy một sự từ hóa nào. Trong các vật liệu sắt từ, những momen này định hướng cùng chiều ở bên trong các miền vi mô. Vì các miền này được bố trí ngẫu nhiên so với nhau trong tinh thể, nên ở đây cũng không có sự từ hóa vĩ mô. Nhưng chỉ cần đưa một từ trường bên ngoài vào là các miền được định hướng tốt so với trường này tăng lên át các miền khác: thế là vật liệu trở nên được từ hóa toàn bộ. Khi từ trường bên ngoài này bị loại bỏ thì những miền mới vẫn giữ nguyên hiện trạng và vẫn còn sự từ hoá vĩnh cửu. Chính vì vậy sắt bị nam châm hút và nó vẫn còn được từ hóa sau khi bỏ nam châm ra. Muốn loại bỏ tính chất từ hóa này, người ta có thể đốt nóng vật liệu để làm rối loạn sự định hướng các spin ở đây hoặc đặt nó vào một từ trường đối lập gọi là ''trường kháng''. Những nam châm tốt được tỏ rõ bởi một trường kháng cao.