O rotor rígido é um modelo mecânico usualmente utilizado para explicar os sistemas rotativos. Ele consiste de duas partículas de massa m mantidas a uma distância fixa a uma da outra. O sistema é livre para girar em três dimensões em torno do centro de massa (mas o ponto central em si é fixo). O modelo do rotor rígido pode ser utilizado na mecânica quântica para avaliar a energia rotacional de uma molécula diatômica, por exemplo. Em um espaço livre de interações externas, o operador de energia H corresponde à energia cinética do sistema, o qual pode ser escrito em termos do momento angular total, L. Sejam E_n (com n = 0, 1, 2, ...) as energias permitidas para o rotor rígido e !$ l(l + 1) \hbar^2 !$ os autovalores de L², 2 com l inteiro não negativo. Então, o valor de E_n é