В сосуде с высоким вакуумом создавался с помощью диафрагм и резко ограниченный атомный пучок исследуемого элемента, испаряющегоя в печи . Пучок проходил через сильное магнитное поле между полюсными наконечниками и электромагнита. Один из наконечников () имел вид призмы с острым ребром, а вдоль другого () была выточена канавка. Благодаря такой конструкции полюсных наконечников магнитное поле получалось сильно неоднородным. После прохождения через магнитное поле пучок попадал на фотопластинку и оставлял на ней след.
Если орбитальное квантовое чило равно , то по теории при расщеплении получится пучков. Таким образом, в зависимости от значения числа следовало бы ожидать, что пучок расщепится на 1, 3, 5, . . . составляющих. Ожидаемое число составляющих должно быть всегда нечетным.
Но в некоторых опытах число расщепленных пучков получалось четным. В теорию необходимо было внести коррективы.