Le paramagnétisme est le fait des atomes et molécules qui possèdent un moment magnétique permanent (atomes et molécules possédant un nombre d’électrons impaire ou dont les couches électroniques internes sont incomplètes).

•   orientation aléatoire des moments magnétique donc le moment magnétique résultant est nul.
• , les moments magnétiques atomiques  sont soumis à un couple  

Ce couple tend à aligner les moments magnétiques dans le sens du champ.
La projection du moment magnétique sur peut prendre deux valeurs + ou -.
L’énergie potentielle du moment magnétique  peut prendre deux valeurs E_P = – .B ou E_P = + B.
L’orientation des moments est contrariée par l’agitation thermique. Chaque atome a deux états d’énergie possibles.
D’après la loi de Boltzmann, la probabilité pour qu’un système dans l’état d’énergie E soit en équilibre thermique à la température T, est proportionnelle au facteur de Boltzmann :
Les probabilités respectives des deux états sont donc:
La condition de normalisation [somme des probabilités = 1] permet de déterminer la valeur de la constante A :

Valeur moyenne de la projection du moment magnétique d’un atome
             
Rappel : fonctions hyperboliques          
L’aimantation  avec n densité d’atomes par unité de volume
-  Si B est grand  et les atomes sont tous orientés dans le sens du champ.
- Pour une valeur de B intermédiaire l’aimantation résulte d’un compromis entre l’action du champ qui tend à aligner les moments et l’agitation thermique qui tend à les en empêcher

- Si  (à température ordinaire)     
 le moment magnétique induit est de même sens que le champ, la substance est dite paramagnétique.

Remarques

1- Pour la détermination des températures <1K, on mesure la susceptibilité magnétique d’une substance paramagnétique.
2- Désaimantation adiabatique.
Une substance paramagnétique préalablement soumise à un champ magnétique intense (quelques Teslas) est mise en contact avec de l’hélium liquide (» 1K). Elle est ensuite thermiquement isolée. On diminue le champ ce qui provoque le refroidissement de la substance.  Les températures obtenues sont de l’ordre de 10^-3K.
La désaimantation adiabatique nucléaire (moment magnétique portés par des noyaux atomiques) permet d’atteindre des températures de l’ordre de 10^-6K.
3- Dans les liquides et les solides , les interactions moléculaires obligent à remplacer la loi de Curie par la loi de Curie-Weiss
température de Curie caractéristique de la substance