각운동량과 자기성
전류 고리는 자기모멘트를 갖는다. 전자의 궤도 운동과 자기모멘트의 관계를 이해할 때 이 비유가 출발점이 되지만 양자상태를 고전적인 원형 궤도 하나로 환원하지는 않는다. 실제 허용값은 양자 각운동량으로 나타낸다.
크기와 성분
궤도 각운동량 양자수가 l이면 자기모멘트 크기는 μ_B√(l(l+1))이다. z축 성분은 −μ_Bm_l이고 m_l은 −l부터 l까지다. l=1이면 크기는 √2μ_B이며 축 성분은 μ_B,0,−μ_B 세 값이다.
s 상태의 의미
l=0인 s 상태에서는 궤도 각운동량과 이 궤도 자기모멘트가 0이다. 이것이 전자의 스핀이 없거나 원자 전체의 자기모멘트가 반드시 0이라는 뜻은 아니다. 궤도와 스핀의 기여를 따로 계산해야 한다.
외부 자기장과 에너지
외부 자기장과의 상호작용 에너지는 −μ_L·B다. 자기장을 따라 다른 m_l 상태의 에너지가 달라질 수 있어 스펙트럼선의 갈라짐을 설명하는 데 쓰인다. 스핀을 포함한 실제 원자에서는 추가 결합과 근사 조건도 함께 고려해야 한다.