Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

State of the art computational electronic spectroscopy

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-COMSPEC2
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: State of the art computational electronic spectroscopy
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Wykłady monograficzne do wyboru (oferowane w danym roku akademickim)
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Wymagania wstępne:

Podstawowa wiedza z mechaniki kwantowej i chemii kwantowej:

- Bazy atomowe

- Nierelatywistyczni hamiltonianie

- Przybliżenie Borna-Oppenheimera

- Teoria Hartree-Focka

- Teoria funkcjonału gęstości
Całkowity nakład pracy studenta:

30 godz. (wykłady i laboratorium) + 30 godz. (przygotowanie do wykładów i laboratorium, ćwiczenia)
Efekty uczenia się - wiedza:

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 przybliżenie Borna-Oppenheimera

W4: zna podstawy algorytmów stosowanych w metodach teorii struktury elektronowej
Efekty uczenia się - umiejętności:

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: potrafi dobrać metody ab-initio chemii kwantowej do odpowiednich zastosowań, potrafi dobrać odpowiednie oprogramowanie
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1: student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia

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

- tekst programowany

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- wykład problemowy
Metody dydaktyczne podające:

- opis
- opowiadanie
- pogadanka
- wykład problemowy
Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa
- klasyczna metoda problemowa
- laboratoryjna
- projektu
Metody dydaktyczne w kształceniu online:

- metody rozwijające refleksyjne myślenie
- metody wymiany i dyskusji
Skrócony opis:

Wprowadzenie do najnowocześniejszych metod post-Hartree-Focka i ich zastosowanie do modelowania powierzchni energii potencjalnej i interakcji molekularnych.
Pełny opis:

Kurs opiera się na wiedzy zdobytej w CompSpec I. Student zyska głębsze zrozumienie teorii struktur elektronowych ze szczególnym uwzględnieniem metod opartych na korelacji. Omówimy również podstawowe idee rozdzielenia równania Schrödingera na część jądrową i elektronową oraz przyjrzymy się bliżej równaniu Schrödingera. Omówimy ponadto najważniejsze i standardowe metody chemii kwantowej, które uwzględniają skorelowany ruch elektronów. Obejmują one:

- MP2

- CI

- MCSCF (np. CASSCF)

- CC, w szczególności CCD

- EOM-CC, w szczególności EOM-CCD

- diagramatyczna postać równań CC

Na zajęciach laboratoryjnych student wykorzysta swoją wiedzę zdobytą na wykładzie do najnowocześniejszego problemu. Obliczymy powierzchnie energii potencjalnej małych cząsteczek i modelujemy interakcje molekularne oraz wzbudzenia elektronowe.

Student pozna wybrane pakiety oprogramowania do chemii kwantowej, które zawierają metody post-Hartree-Focka (np. Molpro, OpenMolcas, NWChem).

- EOM-CC, w szczególności EOM-CCD

Na zajęciach laboratoryjnych student wykorzysta swoją wiedzę zdobytą na wykładzie do najnowocześniejszego problemu. Obliczymy powierzchnie energii potencjalnej małych cząsteczek i modelujemy interakcje molekularne. Student pozna wybrane pakiety oprogramowania do chemii kwantowej, które zawierają metody post-Hartree-Focka (np. Molpro, OpenMolcas, NWChem).
Literatura:

1. T. Helgaker and P. Jorgensen and J. Olsen, "Molecular Electronic-Structure Theory”, Wiley, 2000.

2. I. Shavitt and R. Bartlett, "Many-body methods in chemistry and physics”, Cambridge University Press, 2009
Metody i kryteria oceniania:

oparty na wynikach (zaliczony lub nie), mały projekt badawczy przeprowadzony na zajęciach laboratoryjnych.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2022/23" (zakończony)

Okres: 2023-02-20 - 2023-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Tecmer
Prowadzący grup: Katharina Boguslawski, Paweł Tecmer
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.1.0-7 (2025-03-24)