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Im späten 18. und frühen 19.Jahrhundert wurden die Theorien der Elektrizität und des Magnetismus ausgearbeitet. 1819 entdeckte der dänische Physiker Hans Christian Ørsted, dass eine Magnetnadel durch einen Strom, der durch einen Draht fließt, aus der Nord-Süd-Lage abgelenkt werden kann. Diese Entdeckung, die eine Verbindung zwischen Elektrizität und Magnetismus aufzeigte, gab den Anstoß zu vertiefenden Untersuchungen der französischen Wissenschaftler André Marie Ampère, der die Kräfte zwischen Strom führenden Leitungen untersuchte, und Dominique François Jean Arago, der ein Stück Eisen magnetisierte, indem er es in die Nähe einer Strom führenden Leitung gebracht hat. 1831 entdeckte der englische Wissenschaftler Michael Faraday, dass in einem Kabel ein elektrischer Strom induziert wird, wenn man einen Magneten daran vorbeiführt. Dies ist genau der umgekehrte Effekt zu dem von Oersted gefundenen: Oersted zeigte, dass elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugt, während Faraday zeigte, dass ein magnetisches Feld einen Stromfluss bewirken kann. Die Vereinheitlichung der Theorien der Elektrizität und des Magnetismus gelang schließlich dem englischen Physiker James Clerk Maxwell, der die Existenz elektromagnetischer Wellen vorhersagte und Licht als elektromagnetische Erscheinung deutete.
Spätere Untersuchungen des Magnetismus gingen zunehmend von einem atomaren und molekularen Ursprung des Magnetismus aus. 1905 stellte der französische Physiker Paul Langevin eine Theorie auf, die die Temperaturabhängigkeit der magnetischen Eigenschaften von Paramagneten (siehe unten) erklärte, die ihrerseits auf die atomaren Strukturen der Materie zurückzuführen ist. Der französische Physiker Pierre Ernst Weiss erweiterte darauf die Theorie Langevins, indem er die Existenz eines inneren "molekularen" Magnetfeldes in Materialien wie Eisen postulierte. In Verbindung mit Langevins Theorie erklärte dieses Konzept die Eigenschaften stark magnetischer Materialien wie Magnetit.
Das Atommodell des dänischen Physikers Niels Bohr lieferte einen Ansatz zum Verständnis des periodischen Systems der Elemente und konnte zeigen, warum Magnetismus insbesondere bei Übergangsmetallen wie Eisen und bei seltenen Erden oder in Verbindungen, die solche enthalten, zu beobachten ist. 1925 zeigten die amerikanischen Physiker Samuel Abraham Goudsmit und George Eugene Uhlenbeck, dass das Elektron einen Spin hat und sich wie ein kleiner Stabmagnet mit genau bestimmbarem magnetischem Moment verhält. Das magnetische Moment eines Körpers ist eine Vektorgröße, die Stärke und Ausrichtung seines Magnetfeldes angibt. Der deutsche Physiker Werner Heisenberg konnte 1927 auf der Basis der damals gerade entwickelten Quantenmechanik (siehe Quantentheorie) eine präzise Erklärung für Weiss' molekulares Feld geben. Andere Wissenschaftler sagten damals viel komplexere atomare Anordnungen des magnetischen Moments mit völlig unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften voraus.
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