Изучая явления ионизации газов, Ланжевен установил существование особых тяжелых ионов, отличающихся от обычных. Они образуются в земной атмосфере путем оседания на пылинках обычных ионов и имеют массу, в тысячу раз большую обычных.

В 1902 году Ланжевен получил докторскую степень и был приглашен в Коллеж де Франс, где спустя семь лет стал профессором. Коллеж де Франс – учебное заведение, основанное еще в эпоху Возрождения, стало местом просветительской деятельности многих видных ученых. Ланжевен читал здесь лекции в течение 34 лет, пропагандируя все новое, чем обогащалась физика в течение этих десятилетий. Лекции воспитывали французскую научную молодежь. Ученик Ланжевена Фредерик Жолио-Кюри говорил в своей речи, обращаясь к нему: «...Ваше преподавание в Школе физики и химии и Ваши лекции в Коллеж де Франс имели на меня и на многих моих товарищей решающее влияние».

Международный авторитет Ланжевена как ученого-исследователя и как прекрасного знатока проблем современной физики был настолько велик, что самый авторитетный форум физиков – Сольнеевский международный конгресс – избрал его в 1928 году своим президентом вместо умершего Лоренца. Он являлся почетным доктором многих зарубежных университетов, иностранным членом Лондонского королевского общества и почетным членом Академии наук России.

Главные работы Ланжевена посвящены теории магнетизма. Несомненно, интерес к этим исследованиям возник у него под влиянием Пьера Кюри, установившего основные законы пара- и диамагнетизма. Ланжевен посвятил вопросу теории магнетизма несколько работ. Наиболее крупная из них, ставшая классической, – «Магнетизм и теория электронов». Проблема, исследуемая в этой работе, была очень актуальной не только в теоретическом, но и в практическом аспекте в связи с широким использованием техникой магнитных материалов.

Как известно, разные вещества ведут себя в магнитном поле по-разному. Одни весьма интенсивно намагничиваются в направлении внешнего магнитного поля (ферромагнетики), другие (парамагнетики) намагничиваются очень слабо. Как показал Пьер Кюри, магнитная восприимчивость парамагнитных тел изменяется обратно пропорционально абсолютной температуре. Эта зависимость называется законом Кюри. Третьи вещества (диамагнетики), самые многочисленные, намагничиваются очень слабо в направлении, обратном полю, причем их магнитная восприимчивость не зависит от температуры. По словам самого Ланжевена, в то время еще не было «дано никакого удовлетворительного представления об этой сложной картине в ее совокупности». Создавая свою теорию магнетизма, Ланжевен, с одной стороны, опирался на экспериментальные исследования своего учителя Пьера Кюри, установившего для многих веществ зависимость между магнитной восприимчивостью и абсолютной температурой. С другой стороны, основой этой теории явилась электронная теория Лоренца, позволившая с единых позиций рассмотреть все три рода явлений.

Движущиеся вокруг ядра электроны подобны току, который, согласно теории Максвелла, должен создавать вокруг себя магнитное поле. Следовательно, молекула эквивалентна магниту, магнитный момент которого равен геометрической сумме моментов отдельных составляющих молекулу орбит электронов. Этот момент может быть нулевым, если токи компенсируют друг друга, или отличным от нуля, если такая компенсация отсутствует. Если теперь на лишенную магнитного момента молекулу наложить внешнее магнитное поле, то все молекулярные токи испытают некоторое изменение, но молекулы не будут ориентироваться в каком-то преимущественном направлении, так как у них скомпенсированы магнитные моменты. Вот в такой молекулярной системе, утверждает Ланжевен, и возникает явление диамагнетизма. С одной стороны, диамагнетизм не меняет теплового молекулярного движения тела, не изменяет его температуры. С другой, температура не влияет на магнитную восприимчивость, что в точности согласуется с законом Кюри.

Поль Ланжевен (1872–1946)