Nukleonene i en atomkjerne har sterke vekselvirkninger og kan derfor ikke så lett beskrives som elektronene i et atom. Men i mange tilfeller kan man med en viss nøyaktighet anta at nukleonene beveger seg uavhengig av hverandre i et felles potensial som gir opphav til tilstander med gitte kvantetall. Dermed kan hvert nukleon tilordnes en viss orbital dreieimpuls og spinn med tilsvarende kvantetall ℓ og = 1/2. Kjernens totale spinn er dermed gitt som med en størrelse som er gitt ved kvantetallet . På den måten kan mange av metodene fra atomfysikken også benyttes i kjernefysikken.