通过前面的讨论，已经知道电流或运动电荷在真空中可以激发磁场，而磁场对处于其中的电流或运动电荷有力的作用.如果将实物物质放在磁场中，组成实物物质的原子核和电子的运动状态会因为磁场的作用而发生或多或少的改变，这些改变或多或少会激发出一个附加磁场，从而改变原来的磁场分布.实物物质在磁场的作用下内部运动状态的变化称为磁化，而处在磁场作用下能被磁化并反过来影响磁场的物质称为磁介质.任何实物在磁场作用下都或多或少地发生着磁化并反过来影响原来的磁场，因此，任何实物都是磁介质.
1）磁介质的分类
上一章中曾介绍过，处于外电场中的电介质会被电场极化，而极化后的电介质会产生附加电场对原电场施加影响.与此类似，当磁场中存在磁介质时，磁场对磁介质也会产生作用，使其磁化.磁化后的磁介质会激发附加磁场，从而对原磁场产生影响.此时，介质内部任何一点处的磁感应强度B 应该是外磁场B0 和附加磁场B′的矢量和，即
磁介质对磁场的影响可以通过实验来观察.最简单的方法是对真空中的长直螺线管通以电流I，测出其内部的磁感应强度的大小B0，然后使螺线管内充满各向同性的均匀磁介质，并通以相同的电流I，再测出此时的磁介质内的磁感应强度的大小B.实验发现：磁介质内的磁感应强度是真空时的μr 倍，即
式中，μr 称为磁介质的相对磁导率.由于磁介质具有不同的磁化特性，所以相对磁导率具有不同的取值.根据相对磁导率μr 的大小，可将磁介质分为四类：
（1）抗磁质：μr＜1，即B＜B0.附加磁场B′与外磁场B0 方向相反，磁介质内部的磁场被削弱.铋、金、银、铜、硫、氢、氮等物质都属于抗磁质.
（2）顺磁质：μr＞1，即B＞B0.附加磁场B′与外磁场B0 方向相同，磁介质内部的磁场被加强.铝、铬、铀、锰、钛、氧等物质都属于顺磁质.
顺磁质和抗磁质对磁场的影响都极其微弱，它们磁化后的附加磁场B′非常弱，通常只有外磁场B0 的几万分之一或几十万分之一.μr≈1，即B≈B0.因此，常把它们称为弱磁性物质.
（3）铁磁质：μr≫1，即B≫B0.磁介质内部的磁场被大大加强.铁、钴、镍等物质都属于铁磁质.铁磁质的附加磁场B′一般是外磁场B0 的几百或几万倍，常把它们称为强磁性物质.
（4）完全抗磁体：μr ＝0，即B ＝0.磁介质内的磁场等于零.超导体都属于完全抗磁体.
2）顺磁质与抗磁质的磁化机理
了解顺磁质和抗磁质的磁化规律，要从物质的微观结构入手.宏观实物物质是由原子分子构成的，原子分子中每一个电子都同时参与两种运动，即绕原子核的轨道运动和电子自身的自旋运动.轨道运动会使之具有一定的轨道磁矩，而电子自旋运动则相应地具有自旋磁矩.原子核也具有磁矩，但是比电子磁矩要小很多，所以计算原子分子磁矩时通常不考虑原子核的磁矩.一个分子中全部电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和称为分子的固有磁矩，简称分子磁矩，用符号m 表示.分子磁矩可等效于一个圆电流的磁矩，这个圆电流称为分子电流.(www.xing528.com)
抗磁质在没有磁场B0 作用时，其分子磁矩m 为零；顺磁质在没有磁场B0 作用时，虽然分子磁矩m 不为零，但是由于分子的热运动，使各分子磁矩的取向杂乱无章.因此，在无磁场B0 时，无论是顺磁质还是抗磁质，宏观上对外都不显现磁性.
当磁介质放入磁场B0 中去，磁介质的分子将受到两种作用：
（1）磁场B0 将使分子磁矩m 发生变化，每个分子产生一个与B0 反向的附加分子磁矩Δm.
（2）分子固有磁矩m 将受到磁场B0 的力矩作用，使各分子磁矩要克服热运动的影响而转向磁场B0 的方向排列，这样各分子磁矩将沿磁场B0 方向产生一个附加磁场B′.
抗磁质分子中所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和为零，即分子的固有磁矩m 为零，加上磁场B0 后，分子磁矩的转向效应不存在，所以，磁场引起的附加分子磁矩Δm 是抗磁质磁化的唯一原因.因此，抗磁质产生的附加磁场B′总是与磁场B0方向相反，使得原来磁场减弱.这就是产生抗磁性的微观机理.
然而，顺磁质的分子磁矩m 不为零，没有外磁场时，由于分子的热运动使顺磁质的各分子固有磁矩的取向杂乱无章，它们相互抵消，因此宏观上不显现磁性.加上磁场B0 后，各个分子磁矩要转向与磁场B0 同向，同时还要产生与抗磁质类似的、与磁场B0 反向的附加分子磁矩Δm.但由于顺磁质的分子磁矩m 一般要比附加分子磁矩Δm 大得多，所以，顺磁质产生的附加磁场B′主要以所有分子的磁矩转向与磁场B0 同向为主.因此，顺磁质产生的附加磁场B′使得原来磁场加强.这就是产生顺磁性的微观机理.
3）磁化强度
由之前的讨论可知，无论顺磁质还是抗磁质，在没有外磁场B0 时，磁介质宏观上的任一小体积内，各分子磁矩的矢量和等于零，因此磁介质在宏观上不产生磁效应.为了表征磁介质磁化的程度，需要引入一个宏观物理量——磁化强度矢量，定义为磁介质中某点附近单位体积内分子磁矩的矢量和，用M 表示，即
式中，ΔV 为磁介质内某点处的一个小体积；mi 为ΔV 内第i 个分子的分子磁矩；∑mi 为ΔV 内分子磁矩的矢量和.在实际应用中，ΔV的选取要远大于分子间距并且要远小于磁化强度M 的非均匀尺度.在国际单位制中，磁化强度的单位为安每米，符号为A／m.
在非磁化的状态下，对于抗磁质，其分子磁矩m 为零，磁化强度M＝0；对于顺磁质，虽然分子磁矩m 不为零，但是方向却是随机取向的，以致其矢量和∑mi ＝0，所以磁化强度M ＝0.
在磁化的状态下，ΔV 内分子磁矩的矢量和不再等于零.抗磁质中分子附加磁矩越大，其磁化强度也越大；顺磁质中分子的固有磁矩排列得越整齐，其磁化强度也越大.M 反映介质内某点的磁化强度，其值越大，则与外磁场的相互作用越强，相应物质的磁性越强.同时抗磁质磁化强度M 与外加磁场B0 反向，顺磁质磁化强度M 与外加磁场B0 同向.由此可知，磁化强度矢量是定量描述磁介质磁化强弱和方向的物理量.一般情况下，它是空间坐标的函数.当磁介质被均匀磁化时，磁化强度矢量为恒矢量.
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