原子的粗略结构只与主量子数formula_1有关；更精确的模型，考虑到相对论效应与自旋-轨道效应，能够分解能级的简併，使谱线能更精细地分裂。相对于粗略结构，精细结构是一个formula_2效应；其中，formula_3是原子序数，formula_4是精细结构常数。精细结构修正包括相对论性的动能修正与自旋-轨道修正。整个哈密顿量formula_5是其中，formula_7是零微扰哈密顿量，formula_8是动能修正，formula_9是自旋-轨道修正。
相对论性修正.经典哈