Tương tự như electron, hạt nhân cũng có momen từ riêng ứng với mômen spin của nó. Theo nguyên lý Pauli, hạt nhân có mômem từ riêng nên nó sẽ tác dụng với từ trường tạo ra do sự chuyển ñộng của electron ở lớp vỏ, làm sinh ra năng lượng phụ E của electron ở lớp vỏ.
Do tương tác với từ trường ñược tạo ra do sự chuyển ñộng của electron ở lớp vỏ nên năng lượng phụ E phụ thuộc vào trị số mômen từ hạt nhân và sự ñịnh hướng của từ trườìng hạt nhân ñối với tứ trường electron. Theo tính toán lý thuyết, Pauli cho rằng: mômen từ của hạt nhân chỉ ñịnh hướng theo một số phương nhất ñịnh so với từ trường của electron hóa trị. Thế nên năng lượng (E chỉ nhận một số gía trị gián ñoạn. Số gía trị này phụ thuộc vào trị số Spin của hạt nhân. Khỏang cách giữa các mức năng lượng tùy thuộc vào mômen từ hạt nhân.
Lưu ý: vì hạt nhân có hai loại hạt: Prôtôn mang ñiện dương nên có mômen từ quỹ ñạo. Hạt nơtrôn không mang ñiện, nên chỉ có mômen từ Spin. Như vậy mômen từ của hạt nhân bằng tổng mômen từ Spin của tất cả hạt nuclôn cộng với tổng mômem từ quỹñạo của các prôtôn: ( ) ( ) ( ) 1 1 1 Z p Z p Z n Li Si Si i i i µ µ µ µ = = = =∑ +∑ +∑ ( 6 – 4 ) Số hạng thứ nhất ở vế phải của biểu thức ( 6 – 4 ) là tổng mômen từ quỹñạo của các prôtôn thứ i. Số hạng thứ hai ở vế phải của biểu thức ( 6 – 4 ) là tổng mômen từ Spin của các prôtôn thứ i. Số hạng thứ ba ở vế phải ( 6 – 4 ) là tổng mômen từ Spin của các nơtrôn thứ i.
Ðơn vị mômen từ hạt nhân có tên là Magheton hạt nhân có trị số bằng: 27 5, 050.10 / 2 p eh J T m − = ( 6 – 5 ) 6.5. Lực hạt nhân.
Hạt nhân nguyên tử có cấu trúc khá bền vững, chứng tỏ các nucleon trong hạt nhân hút với nhau bằng những lực rất mạnh. Lực ñó gọi là lực hạt nhân.
Các tính chất của lực hạt nhân.
1. Lực hạt nhân có cường ñộ rất lớn. Tương tác hạt nhân là tương tác mạnh. 2. Lực hạt nhân có tầm tác dụng ngắn cỡ fermi (10-13cm)
3. Lực hạt nhân có tính bão hòa. Mỗi nucleon trong hạt nhân chỉ tương tác với một vài nucleon quanh nó mà thôi.
4. Lực hạt nhân có tính ñộc lập ñiện tích: tương tác giữa các cặp p-p, p-n, n- n ñều giống nhau nếu các nucleon ở trong cùng những trạng thái như nhau.
5. Lực hạt nhân phụ thuộc spin của các nucleon, tức là phụ thuộc vào sự ñịnh hướng tương hỗ của momen spin các hạt tương tác.
6. Lực hạt nhân không ñối xứng tâm. Theo cách phát biểu lượng tử có nghĩa là phương của lực tác dụng tương hỗ giữa hai nucleon không trùng với phương nối hai nucleon.
7. Lực hạt nhân có tính trao ñổi, chẳng hạn khi va chạm các nucleon có thể trao ñổi ñiện tích cho nhau.
8. Lực hạt nhân có lõi ñẩy mạnh, tức khi ñạt ñến khoảng cách ñủ nhỏ (0,5 fermi), lực hạt nhân không hút các nucleon nữa mà trở thành ñẩy với cường ñộ rất lớn.
9. Lực hạt nhân có thể phụ thuộc mạnh vào vận tốc va chạm.