Na inclusão introdutória do spin na função de onda de Schrodinger, supõe-se que as coordenadas do spin são independentes das coordenadas do espaço de configuração.[2]
Assim, a função de onda total é escrita como uma função de produto.

(P)
A suposição feita acima implica que não existe interação entre L e S, i.e

Neste caso,
é uma auto-função de ambos
e
e portanto
e
são bons números quânticos; em outras palavras, as projeções de
e
são constantes do movimento.
Mas na verdade existe uma interação entre
e
chamada interação Spin-Órbita expressa em termos da grandeza
.
Dado que
não comuta quer com
ou com
, a equação (P) torna-se incorreta e
e
deixam de ser bons números quânticos.
Nós imaginamos a interação spin-órbita como o momento magnético spin estacionária interagindo com o campo magnético produzido pelo núcleo orbitante.
No sistema de referência de repouso do electrão, há um campo eléctrico

Onde
dirige‐se do núcleo em direção ao electrão.
Assumindo que
é a velocidade do electrão no sistema de referência de repouso do núcleo, a corrente produzida pelo movimento nuclear é:

No sistema de referência de repouso do electrão.
Portanto

O momento de spin do electrão realiza um movimento precessional neste campo com frequência de Larmor:

Com energia potencial

As equações acima são válidas no quadro de referência de repouso electrão.
A Transformação para o sistema de referência de repouso do núcleo introduz um fator de ½ - chamado o fator de Thomas. [Isto pode ser mostrado, calculando o tempo dilatado entre os dois sistemas de referência em repouso].[2]
Portanto, um observador no sistema de referência de repouso do núcleo poderia observar o electrão a realizar um movimento de precessão com uma velocidade angular de
(T)
e por uma energia adicional dada por

As duas Eqs acima podem ser colocadas em uma forma mais geral, restringindo o V ser qualquer potencial central com simetria esférica.
De forma que

e então

A equação (T) torna-se então

E a energia adicional

O produto escalar

Para spin = ½

A separação energética se torna então

Para o potencial de Coulomb a separação energética pode ser aproximada por:

Onde

é o comprimento de onda de Compton
ou 
Um resultado útil no cálculo é citado sem prova. O valor médio de
i.e.

para 
De modo que a separação energética se torna

para 