Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Atomic and molecular physics

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-PA-ATMOLPHY
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0533) Fizyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Atomic and molecular physics
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Przedmioty z angielskim językiem wykładowym
Punkty ECTS i inne: 5.00 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:

Do przyswojenia treści z wykładu oraz ich wykorzystania w praktycznych obliczeniach w ramach ćwiczeń rachunkowych, student powinien znać elementy mechaniki kwantowej na poziomie podstawowym oraz posiadać wiedzę z analizy matematycznej.

Całkowity nakład pracy studenta:

30 godz. wykładu + 30 godz. ćwiczeń + 60 godz. pracy domowej + 28 godz. przygotowania do egzaminu + 2 godz. egzamin

Efekty uczenia się - wiedza:

K_W01: Poszerzenie wiedzy z Mechaniki Kwantowej (MK) w zakresie teorii układów wieloelektronowych, w szczególności w zakresie teorii układów atomowych i molekularnych.


Efekty uczenia się - umiejętności:

K_U01 - potrafi zastosować metodę naukową w rozwiązywaniu problemów, realizacji eksperymentów i wnioskowaniu

K_U02 - posiada umiejętności planowania i przeprowadzenia zaawansowanych eksperymentów myślowych lub obserwacji w określonych obszarach fizyki teoretycznej lub jej zastosowań

K_U03 - potrafi dokonać krytycznej analizy problemu lub obliczeń teoretycznych

K_U05 - posiada umiejętność syntezy metod i typowych koncepcji w obszarze studiowanej specjalności

K_U08 - potrafi określić kierunki dalszego uzupełniania wiedzy i umiejętności (w tym samokształcenia) w zakresie wybranej specjalności oraz poza nią


Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K_K01 - zna ograniczenia własnej wiedzy i umiejętności; potrafi precyzyjnie formułować pytania; rozumie potrzebę dalszego kształcenia się.

K_K02 - potrafi pracować indywidualnie i współpracować w grupie; jest świadomy odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania

K_K03 - rozumie i docenia znaczenie swojej jak i innych uczciwej intelektualnej aktywności. Jest świadomy występujących problemów etycznych w kontekście naukowej solidności (plagiatorstwo, fałszerstwo danych).

Metody dydaktyczne:

wykład + ćwiczenia

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa
- klasyczna metoda problemowa

Skrócony opis:

Wykład poświęcony jest poszerzeniu wiedzy z mechaniki kwantowej układów wieloelektronowych. Składają się na niego zagadnienia związane z podstawami dotyczącymi opisu układów atomowych i molekularnych.

Pełny opis:

1. Atomistyczna koncepcja budowy materii - rys historyczny

2. Równanie Schroedingera dla atomów i molekuł

3. Rozdzielenie ruchu jąder i elektronów w cząsteczkach

4. Równanie Schroedingera z hamiltonianem elektronowym dla układów atomowych i molekularnych

5. Metody przybliżonego rozwiązywania równania Schroedingera : metoda wariacyjna i rachunek zaburzeń

6. Przybliżenie jednoelektronowe

- konstrukcja wieloelektronowej funkcji falowej w postaci wyznacznika Slatera

- zastosowanie metody wariacyjnej w modelu jednoelelktronowym - równania Hartree-Focka

7. Efekty korelacji elektronowej - wyjście poza przybliżenie Hartree-Focka

- formalizm drugiej kwantyzacji, techniki wielociałowe i diagramatyczne

- wielociałowy rachunek zaburzeń (rachunek zaburzeń Mollera-Plesseta)

- metoda oddziaływania konfiguracji

- metoda sprzężonych klasterów

- wady i zalety przybliżonych metod opisu korelacji elektronowej (wariacyjność i ekstensywność rozmiarowa metod)

8. Elektronowa korelacja niedynamiczna - wstęp do przybliżonych wieloreferencyjnych metod rozwiązywania równania Schroedingera dla układów atomowych i molekularnych

Literatura:

1. Włodzimierz Kołos, Chemia kwantowa, PWN, Warszawa 1978.

2. L. Piela, Idee Chemii Kwantowej, PWN, Warszawa 2003.

3. Bronisław Średniawa, Mechanika kwantowa, PWN, Warszawa 1981.

4. J. Ginter, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego, PWN, Warszawa 1979.

5. L. Shiff, Mechanika kwantowa, PWN, Warszawa 1977.

6. F. W. Byron, R. W. Fuller, Matematyka w fizyce klasycznej i kwantowej, tom 2, PWN, Warszawa 1974.

7. Isaiah Shavitt and Rodney J. Bartlett, Many-Body Methods in Quantum Chemistry and Physics, Cambridge University Press, New York 2009.

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot obejmuje 30 godzin wykładu i 30 godzin ćwiczeń rachunkowych. Zaliczenie ćwiczeń odbywa się na podstawie aktywności na zajęciach i pozytywnej oceny z dwóch kolokwiów dotyczących zastosowania podstawowych równań mechaniki do konkretnych zagadnień. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest pozytywna ocena z ćwiczeń rachunkowych oraz pozytywna ocena z egzaminu pisemnego obejmującego zarówno część teoretyczną przedstawioną na wykładzie jak i praktyczne jej wykorzystanie omówione na ćwiczeniach.

Egzamin pisemny z wykładu

50-60% punktów - ocena: 3

60-70% punktów - ocena: 3+

70-80% punktów - ocena: 4

80-90% punktów - ocena: 4+

90-100% punktów - ocena 5

Ocena z ćwiczeń określana jest na podstawie tych samych zakresów procentowych z zebranych punktów w ciągu semestru.

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

Okres: 2023-02-20 - 2023-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Meissner
Prowadzący grup: Leszek Meissner
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Skrócony opis:

Do przyswojenia treści z wykładu oraz ich wykorzystania w praktycznych obliczeniach w ramach ćwiczeń rachunkowych, student powinien znać elementy mechaniki kwantowej na poziomie podstawowym oraz posiadać wiedzę z analizy matematycznej.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2024-02-20 - 2024-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Wcisło
Prowadzący grup: Piotr Wcisło
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Skrócony opis:

Do przyswojenia treści z wykładu oraz ich wykorzystania w praktycznych obliczeniach w ramach ćwiczeń rachunkowych, student powinien znać elementy mechaniki kwantowej na poziomie podstawowym oraz posiadać wiedzę z analizy matematycznej.

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 USOSweb 7.0.0.0-1 (2023-09-06)