原子核中的质子或中子亦具有总角动量I，此总角动量通常称为核自旋。核自旋平方的算子以I2表示，其本徵值为I(I＋1)?2，，I为核自旋的量子数；而?＝(h/2π),h(6.626176±0.000036)×10-34焦耳-秒，为普朗克常数。由于核自旋所产生的核磁矩MN可表为： 式中，gI为一没有量纲的常数，称为核子的Lander'因子；而μN则为核磁元，其值为： 式中，MP为质子的静止质量。（参见 magneton）
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