哈密顿算符能与J交换。而J本身能与角动量的任一分量（按惯例使用J）交换。由于这是本题中唯一的一组可交换算符，所以会有三个量子数。依惯例，它们被称为：从光谱学中所得的结果指出一个轨道最多可容纳两个电子。然而两个电子绝不能拥有完全相同的量子态（泡利不相容原理），故也绝不能拥有同一组量子数。所以为此特别提出一个假设来解决这问题，就是设存在一个有两个可能值的第四个量子数。这假设以后能被相对论性量子力学所解释。作为摘要，一电子的量子态视下列各量子数而定：例：用于描述氟（F）原子最外层电子（即价电子，位于