Il grafico dell'energia potenziale di un oscillatore armonico unidimensionale in funzione della distanza x dal punto di equilibrio, secondo la (2.13), è una parabola con vertice nell'origine e concavità verso l'alto.

Quindi una particella di energia totale finita
che si muove di moto armonico è contenuta in una buca di potenziale a pareti infinite; la probabilità di trovarla a
distanza infinita dal punto di equilibrio deve essere nulla.
L'equazione di Schroedinger in questo caso è
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Esplicitando U(x)

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Quest'ultima equazione può essere semplificata con la sostituzione di variabile
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per cui

Sostituendo nel primo membro della (10.2)


Si può semplificare ulteriormente la forma di questa equazione ponendo
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quindi
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La soluzione di questa equazione deve tendere a 0 per x che tende a ±∞: si può congetturare che possa essere espressa dal prodotto
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dove φ(ξ) è una funzione da determinare.
Sostituendo questa espressione e la sua derivata seconda rispetto a ξ nella (10.4) si ha

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Le soluzioni della (10.7) possono essere individuate supponendo che possano essere espresse da uno sviluppo in serie
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per cui

Sostituendo questi sviluppi in serie nella (10.7) si ha

Poiché la funzione non può avere una singolarità per x=0, nella prima sommatoria si evitano gli esponenti negativi

La sommatoria (10.10) è identicamente nulla se sono nulli tutti i suoi coefficienti

Si è così ottenuta una relazione ricorsiva tra i coefficienti dello sviluppo in serie (10.8) di φ(ξ)
Dato che φ(ξ) deve risultare finita per ogni ξ, bisogna che esita un termine n-esimo non nullo dello sviluppo tale che il temine (n+2)esimo sia nullo e quindi siano nulli tutti quelli successivi di ordine (n+4), (n+6), ecc... Dalla (10.11) si vede che ciò si verifica solo se
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cioè, per la (10.4)

La (10.13) può essere scritta anche

La (10.14) rappresenta un risultato fondamentale nella storia della Fisica del Novecento, perché fornisce una giustificazione teorica alla congettura di Planck e la migliora: gli oscillatori armonici, diversamente da quanto previsto dalla Meccanica Classica, non possono avere energia qualunque, ma la loro energia è quantizzata. La minima energia possibile si ha dalla (10.14) con n=0. Tutti gli altri possibili valori differiscono da questa per multipli di hν. Dunque un oscillatore armonico può emettere o assorbire energia solo scambiando con l'esterno blocchi di energia multipli di hν.