Nicolaus Copernicus University in Torun - Central Authentication Service
Strona główna

An introduction to computational spectroscopy

General data

Course ID: 0800-COMSPEC1
Erasmus code / ISCED: (unknown) / (0418) Doing business, inter-disciplinary programmes The ISCED (International Standard Classification of Education) code has been designed by UNESCO.
Course title: An introduction to computational spectroscopy
Name in Polish: An introduction to computational spectroscopy
Organizational unit: Faculty of Physics, Astronomy and Informatics
Course groups: (in Polish) Wykłady monograficzne do wyboru (oferowane w danym roku akademickim)
ECTS credit allocation (and other scores): 3.00 Basic information on ECTS credits allocation principles:
  • the annual hourly workload of the student’s work required to achieve the expected learning outcomes for a given stage is 1500-1800h, corresponding to 60 ECTS;
  • the student’s weekly hourly workload is 45 h;
  • 1 ECTS point corresponds to 25-30 hours of student work needed to achieve the assumed learning outcomes;
  • weekly student workload necessary to achieve the assumed learning outcomes allows to obtain 1.5 ECTS;
  • work required to pass the course, which has been assigned 3 ECTS, constitutes 10% of the semester student load.

view allocation of credits
Language: English
Prerequisites:

Quantum chemistry, quantum physics, quantum mechanics, mathematics, basic knowledge on Linux operating system is highly desirable.



Type of course:

(in Polish) przedmiot szczegółowy

Total student workload:

(in Polish) 45 godzin kontaktowych na ćwiczeniach

15 godzin kontaktowych na konsultacjach


40 godzin pracy własnej

- przygotowanie pracy domowej do zaliczenia

- przygotowanie projektu praktycznego: rozwiązanie zagadnienia i napisanie raportu


łączny czas pracy studenta - 100 godzin

Learning outcomes - knowledge:

(in Polish) Po zaliczeniu przedmiotu student

W1: ma rozeznanie we współcześnie stosowanych metodach teorii struktury elektronowej uwzględniających korelację elektronową, zna ich zakres stosowalności

W2: zna twierdzeinie Wicka i reguły pozwalające na obliczanie elementów macierzowych z funkcjami wyznacznikowymi

W3: zna reguły diagramatyczne

W4: zna podstawy algorytmów stosowanych w metodach teorii struktury elektronowej

W5: potrafi modelować podstawowe właściwości spektroskopowe małych molekuł

Learning outcomes - skills:

(in Polish) U1: umiejętność oceny danej metody pod kątem zastosowania w konkretnym przypadku fizyki atomowej i molekularnej

U2: interpretacja otrzymanych danych z obliczeń kwantowomechanicznych dot. korelacji elektronowej

U3: umiejętność wyprowadzenia prostych wzorów posługując się tw. Wicka lub diagramami

U4: potrafi dobrać metody ab-initio chemii kwantowej do odpowiednich zastosowań, potrafi dobrać odpowiednie oprogramowanie

U5: potrafic oceni poprawność obliczonych właściwości spektroskopowych

Learning outcomes - social competencies:

(in Polish) K1: student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia

K2: student potrafi zgłębić zadany problem, rozwiązać go i opisać w raporcie


Teaching methods:

(in Polish) - tekst programowany

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- wykład problemowy

Expository teaching methods:

- informative (conventional) lecture
- problem-based lecture
- programmed material

Exploratory teaching methods:

- classic problem-solving
- laboratory
- practical
- project work

Short description:

ewfsdfsd

Full description: (in Polish)

Pierwsza część wykładu - ogólne wprowadzenie do teorii układów wieloelektronowych

- bazy gaussowskie (ANO, konsystentne korelacyjnie)

- metoda Hartree-Focka, metoda HF ograniczona spinowo i nieograniczona spinowo

- metody jednoreferencyjne post-Hartree-Fockowskie: perturbacyjna - rachunek zaburzeń Mollera - Plesseta, metoda oddziaływania konfiguracji, metoda sprzężonych klasterów

- metoda funkcjonału gęstości (DFT), podstawowe definicje, twierdzenia Hohenberga-Kohna, równania Kohna-Sham; najważniejsze problemy metody DFT

- nowe metody: metody geminalne, DMRG

======

Druga część wykładu:

- metody wieloreferencyjne i korelacja silna (niedynamiczna): CASSCF i przestrzeń aktywna i metoda oddziaływania konfiguracji wieloreferencyjna;

- próżnia Fermiego i próżnia fizyczna, operatory kreacji i anihilacji, cząstki i dziury

- twierdzenie Wicka i zastosowania do wyprowadzania elementów macierzowych (macierze gęstości, równania HF)

- diagramy Goldstone'a i ich zastosowanie (metody MP2 i CCD)

ta część wykładu kończy się pracą domową

=========

Trzecia część wykładu

- praktyczne ćwiczenia z programem Molpro oraz Turbomole

- interpretacja otrzymanych danych wyjściowych w obliczeniach kwantowomechanicznych

- modelowanie właściwości spektroskopowych

- proste implementacje zagadnień kwantowochemicznych

ta część wykładu kończy się przygotowaniem projektu

Bibliography: (in Polish)

Lucjan Piela "Ideas of Quantum Chemistry"

A. Szabo, N. Ostlund "Modern Quantum chemistry"

D. Sherrill, Lecture Notes, http://vergil.chemistry.gatech.edu/notes/index.html

T. Helgaker, P. Jørgensen, J. Olsen "Molecular Electronic‐Structure Theory"

Assessment methods and assessment criteria: (in Polish)

Do oceny brane są pod uwagę dwa elementy: praca domowa dot. części drugiej (wyprowadzenie wzoru lub diagramów) - do 10 pkt

oraz z części 3 - problem obliczeniowy (20 pkt)

Practical placement:

Not applicable

Classes in period "Winter semester 2022/23" (past)

Time span: 2022-10-01 - 2023-02-19
Selected timetable range:
Navigate to timetable
Type of class:
Laboratory, 15 hours more information
Lecture, 30 hours more information
Coordinators: Katharina Boguslawski
Group instructors: Katharina Boguslawski, Rahul Chakraborty
Students list: (inaccessible to you)
Examination: Course - Examination
Laboratory - Grading
Lecture - Examination

Classes in period "Winter semester 2023/24" (past)

Time span: 2023-10-01 - 2024-02-19
Selected timetable range:
Navigate to timetable
Type of class:
Laboratory, 15 hours more information
Lecture, 30 hours more information
Coordinators: Paweł Tecmer
Group instructors: Paweł Tecmer
Students list: (inaccessible to you)
Examination: Course - Examination
Laboratory - Grading
Lecture - Examination

Classes in period "Winter semester 2024/25" (future)

Time span: 2024-10-01 - 2025-02-23
Selected timetable range:
Navigate to timetable
Type of class:
Laboratory, 15 hours more information
Lecture, 30 hours more information
Coordinators: Paweł Tecmer
Group instructors: Paweł Tecmer
Students list: (inaccessible to you)
Examination: Course - Examination
Laboratory - Grading
Lecture - Examination
Course descriptions are protected by copyright.
Copyright by Nicolaus Copernicus University in Torun.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ contact accessibility statement mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-2 (2024-05-20)