因为它在化学中有用（它是週期表、化合价及其他一系列特性的基本概念），还因为它是一个可解的真实问题，故广为教科书所採用。在非相对论性量子力学中，这个系统的哈密顿算符由电子的动能及势能（由电子及原子核间的库仑力所产生）。动能可被分成，有环绕原子核的电子角动量，J的一份，及余下的一份。由于势能是球状对称的关系，其完整的哈密顿算符能与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