Składowe operator spinu są więc w reprezentacji macierzowej macierzami w odróżnieniu od składowych operatora spinu Pauliego, które są macierzami
Np.
Sens fizyczny operatora spinu Diraca Sens fizyczny każdej ze składowych operatora spinu jest analogiczny. Np. operator spinu Diraca odpowiada pomiarowi składowej -owej spinu cząstki – zgodnej z kierunkiem osi lub przeciwnej do kierunku tej osi, oraz pomiarowi składowej spinu antycząstki zgodnej i przeciwnej do osi (Dla porównania, operator spinu Pauliego odpowiada tylko pomiarowi składowej -owej spinu cząstki; równanie Pauliego nie przewiduje bowiem istnienia antycząstek.)
Kwadrat operatora spinu Kwadrat operatora spinu Diraca ma postać:
Podstawiając wyrażenia na operatory otrzymuje się:
gdzie są macierzami odpowiednio jednostkową i zerową, zaś – macierz jednostkowa
Pierwiastek ze średniej wartości operatora określa wartość mierzonego spinu, przy czym
Ponieważ wektor stanu jest z założenia unormowany, to Stąd:
Powyższy wynik jest zgodny z ogólnym wzorem na długość wektora momentu pędu o liczbie spinowej
przy czym dla otrzymuje się wcześniej podany wynik.
Tak więc pomiar spinu na cząstce Diraca daje zawsze wartość spinu przy czym mierzy się spin cząstki albo antycząstki.