Natężenie pola magnetycznego H
Natężenie pola magnetycznego H jest w rzeczywistości wielkością fizyczną bez praktycznego znaczenia. Kiedy ludzie to wcześniej definiowali, zakładali, że istnieje coś takiego jak ładunek magnetyczny, ale później odkryli, że coś takiego nie istnieje. To była po prostu druga strona prądu elektrycznego. W odległych latach dwudziestych XIX wieku naukowcy dokonali szeregu rewolucyjnych odkryć, które otworzyły nowoczesną teorię magnetyzmu. W lipcu 1820 roku duński fizyk Hans Oersted odkrył, że prąd w przewodzie przewodzącym prąd wywiera siłę na igłę magnetyczną, powodując jej zmianę kierunku. (Eksperyment Oersteda — magnetyczny wpływ prądu elektrycznego) We wrześniu, zaledwie tydzień po otrzymaniu tej wiadomości do Francuskiej Akademii Nauk, Ampere z sukcesem przeprowadził eksperyment, który wykazał, że jeśli prądy płyną w tym samym kierunku, dwa równoległe przewodzące prąd przewody przyciągałyby się nawzajem; w przeciwnym razie, jeśli kierunki przepływu będą przeciwne, będą się odpychać. W 1825 roku Ampere opublikował prawo Ampera, które jest regułą określającą związek pomiędzy kierunkiem prądu a liniami strumienia magnetycznego pola magnetycznego wzbudzanego przez prąd.
Na podstawie pomiarów mechanicznych można stwierdzić, że natężenie „pola magnetycznego” odczuwane przez igłę magnetyczną jest takie samo dla punktów znajdujących się w równych odległościach od długiego prostego drutu, natomiast natężenie „pola magnetycznego” punktów znajdujących się w różnych odległościach jest odwrotnie proporcjonalne do odległość. W ten sposób definiujemy wielkość fizyczną natężenia pola magnetycznego H poprzez pomiary mechaniczne i natężenie prądu. Jego jednostką jest amper/metr A/m. W układzie jednostek Gaussa jednostką H jest Oe Oersted, 1A/m=4π×10-3Oe. Istnieje wiele wyjaśnień natężenia pola magnetycznego H. H możemy rozumieć jako zewnętrzne pole magnetyczne (analogicznie do natężenia pola elektrycznego, na przykład przy użyciu prądu I do przyłożenia pola magnetycznego H do obiektu). Natężenie indukcji magnetycznej B Natężenie pola magnetycznego to po prostu pole magnetyczne wytwarzane przez prąd zewnętrzny. W przypadku materiałów ferromagnetycznych znajdujących się w polu magnetycznym, poza wpływem zewnętrznego pola magnetycznego H, cząstki wewnątrz materiału będą również wytwarzać indukowane pole magnetyczne pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego.
Natężenie indukcji magnetycznej B
Natężenie indukcji magnetycznej B wskazuje, że cząstka „odczuwa” w tym czasie całkowite pole magnetyczne, które jest sumą zewnętrznego pola magnetycznego H i indukowanego pola magnetycznego M. W próżni natężenie indukcji magnetycznej jest proporcjonalne do zewnętrznego pola magnetycznego, to znaczy B{0}}μ0H, gdzie μ0 to przenikalność magnetyczna próżnia. Natężenie indukcji magnetycznej wewnątrz materiału ferromagnetycznego wynosi B=μ0(H+M), co oznacza, że całkowite pole magnetyczne jest równe μ0 pomnożone przez sumę „pola magnetycznego H generowanego przez prąd” plus „pole magnetyczne M generowane przez ośrodek namagnesowany przez H”. Jednostką B jest Tesla T, a jednostką w układzie jednostek Gaussa jest Gauss Gs, 1T=10KG. Natężenie indukcji magnetycznej to rzeczywiste „natężenie pola magnetycznego” magnesu. Mimo to, ponieważ w historii H nazywano natężeniem pola magnetycznego, B można nadać jedynie inną nazwę zwaną intensywnością indukcji magnetycznej. Obydwa B i H odnoszą się do „natężenia pola magnetycznego”, ale ze względu na różne definicje i metody wyprowadzania ich jednostki są różne (w układzie Gaussa jednostką B jest Gauss Gs, a jednostką H jest Oersted Oe, 1Oe＝ 1×10-4Wb·m-2＝1×10-4T＝1Gs). Natężenie pola magnetycznego H jest polem magnetycznym przestrzeni wirtualnej. Nie uwzględnia materii w przestrzeni. Koncentruje się na związku między polem magnetycznym a prądem wytwarzającym pole magnetyczne. Intensywność indukcji magnetycznej B uwzględnia siłę końcowego pola magnetycznego po dodaniu rzeczywistej materii do wirtualnego pola magnetycznego przestrzeni H. Koncentruje się na rzeczywistej sile pola magnetycznego materii.
Natężenie magnetyczne M
Wspomnieliśmy właśnie o natężeniu magnetycznym M, które jest indukowanym polem magnetycznym generowanym przez cząstki wewnątrz materiału pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego. Współczesna fizyka udowodniła, że każdy elektron w atomie krąży wokół jądra i wiruje wokół jądra, a oba te ruchy powodują efekty magnetyczne. Jeśli cząsteczkę rozpatrywać jako całość, sumę efektów magnetycznych generowanych przez każdy elektron w cząsteczce można wyrazić za pomocą równoważnego prądu kołowego. Ten równoważny prąd kołowy nazywany jest prądem molekularnym.
