Но нас пока не интересуют с высочайшей точностью измеренные величины, нас интересуют величины наглядные и запоминающиеся, как, например, линейка, отображающая длину 1 метр, литровая банка воды, отображающая массу 1 килограмм, движение секундной стрелки часов, отображающее время 1 секунда, и полстакана молока или сока, отображающие силу притяжения к Земле (вес) 1 ньютон.
Из всех этих опытов можно сделать два неотвратимых вывода.
Вывод первый: магнетизм порождается электрическим током, то есть движением электрических зарядов, в наших опытах — движением электронов. Если ток (упорядоченное движение зарядов) в проводнике прекращается, его магнитное поле исчезает.
Вывод второй: чем сильнее ток в проводнике, тем более сильным магнитом становится этот проводник.
Глубокие исследования привели к ещё более категоричному выводу: никакого самостоятельного магнетизма мы не наблюдали, магнетизм, магнитное поле порождается электричеством, магнитные свойства появляются у движущихся электрических зарядов, и только у движущихся электрических зарядов.
Но откуда же тогда берутся магнитные свойства у постоянного магнита, который спокойно лежит на столе и ни в какую электрическую цепь не включён? Что создаёт магнетизм у намагниченного железного стержня или у стрелки компаса? Их, оказывается, тоже создаёт движение электрических зарядов, но на этот раз движение особое, внутреннее.
Каждый электрон сам по себе обладает некоторыми магнитными свойствами, они, видимо, связаны с особым внутренним движением его заряда. Электрон, как и большинство других атомных частиц, чем-то напоминает волчок, во всяком случае, имеет момент собственного вращения — спин. С ним, скорее всего, связано и внутреннее движение заряда, которое мы пока не можем представить себе наглядно, в виде какой-нибудь привычной модели. Но об этом движении уже многое известно, например, известно, как от спина зависит магнитный момент частицы. В частности, магнитный момент электрона в два раза выше, чем если бы заряженную частицу раскручивали «обычным способом», например, закрепив на вращающемся волчке.
Так или иначе, отдельный электрон, где бы он ни находился, ведёт себя как некий микроскопический магнитик с явно выраженными полюсами. Под действием внешнего магнитного поля все магнитики-электроны несколько поворачиваются и вносят свой вклад в магнитную поляризацию всего физического тела, в частности, куска железа. Кроме того, в каждом атоме есть свои внутренние кольцевые электрические токи — движение электронов по орбитам. Именно эти орбитальные токи вместе с собственным магнетизмом электронов могут превратить атом в микроскопический магнит. В железе и некоторых других веществах (они называются ферромагнитными, от слова «феррум» — «железо») при объединении атомов в молекулы их магнитные поля складываются в значительно более крупных (по атомным масштабам) образованиях — в особых молекулярных комплексах, получивших название «магнитные домены» (от латинского «доминиум» — «владение»). Сильно упростив картину, можно считать магнитные домены элементарными магнитиками, благодаря которым существуют постоянные магниты. В не намагниченном железе элементарные магнитики (магнитные домены) расположены случайным образом, беспорядочно, а в намагниченном железе действуют согласованно, формируя сильное поле постоянного магнита и его полюсы.