Dieser Artikel bietet eine vollständige Herleitung der Schrödingergleichung im eindimensionalen Potenzialtopf und zeigt, wie die Eigenfunktionen und Energieniveaus aus dem Hamiltonoperator gewonnen werden. Die Darstellung folgt der Operatorformulierung der Quantenmechanik nach Dirac und nutzt die Bornsche Wahrscheinlichkeitsinterpretation. Im zweiten Teil wird das Modell auf das eindimensionale Wasserstoffatom übertragen, wobei das Coulomb‑Potenzial berücksichtigt und der Grundzustand analytisch bestimmt wird. Der Text eignet sich als kompakte Einführung in die mathematische Struktur einfacher quantenmechanischer Systeme.
Die Schrödingergleichung stellt ein zentrales Fundament der Quantenmechanik dar und bildet damit eine wesentliche Grundlage der modernen Physik und Chemie. Sie ermöglicht die mathematische Beschreibung und Vorhersage mikroskopischer physikalischer Systeme. Die vorliegende Arbeit untersucht die mathematischen Grundlagen der zeitunabhängigen Schrödingergleichung und deren Anwendung auf das Wasserstoffatom. Dabei werden zentrale mathematische Konzepte wie der Laplace-Operator, Kugelflächenfunktionen, Legendre-Polynome, Laguerre-Polynome sowie die Struktur vonWellenfunktionen erläutert und auf ihre Bedeutung für die zeitunabhängige Schrödingergleichung eingegangen. Im Fokus steht die Lösung der Schrödingergleichung in Kugelkoordinaten und die daraus resultierende Separation der Variablen, die zur Einführung der Quantenzahlen führt. Deren mathematische Bedeutung sowie ihre physikalisch-chemische Interpretation werden besprochen. Darüber hinaus wird gezeigt, wie aus der zeitunabhängigen Schrödingergleichung der Grundzustandsenergieeigenwert für das Wasserstoffatom von −13, 6eV mathematisch hergeleitet werden kann. Die Arbeit verdeutlicht, wie chemische Interpretationen innerhalb der Quantenmechanik durch mathematische Strukturen begründet und strukturiert werden.