Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

An introduction to computational spectroscopy

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-COMSPEC1 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0418) Interdyscyplinarne programy i kwalifikacje związane z prowadzeniem działalności gospodarczej i administracją
Nazwa przedmiotu: An introduction to computational spectroscopy
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Wykłady monograficzne do wyboru (oferowane w danym roku akademickim)
Punkty ECTS i inne: 6.00
Język prowadzenia: angielski
Wymagania wstępne:

Chemia kwantowa lub fizyka kwantowa lub mechanika kwantowa,

matematyka wyższa, pomocne są podstawy programowania i znajomość środowiska linux


Wykład prowadzony w języku angielskim

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot szczegółowy

Całkowity nakład pracy studenta:

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

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 reguły diagramatyczne

W4: zna podstawy algorytmów stosowanych w metodach teorii struktury elektronowej

W5: potrafi modelować podstawowe właściwości spektroskopowe małych molekuł

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: 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

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:

- tekst programowany
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa
- klasyczna metoda problemowa
- laboratoryjna
- projektu

Skrócony opis:

Przedmiot składać będzie się z trzech części:

- w części prowadzonej przez dr hab. Bogusławską zapoznamy się wstępnie z najważniejszymi metodami współczesnej teorii układów wielooelektronowych (teoria HF, DFT) (5 h)

- w części prowadzonej przez dr hab. Żuchowskiego omówione zostaną szczegółowo istotne wyprowadzenia, takie jak, metoda drugiej kwantyzacji, rachunek zaburzeń, teoria CC) (10 h)

- w części prowadzonej przez dr hab. Tecmera będą praktyczne ćwiczenia komputerowe które omawiają powyższe metody (45 h)

Pełny opis:

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

Literatura:

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"

Metody i kryteria oceniania:

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)

Praktyki zawodowe:

brak

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2019/20" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Tecmer
Prowadzący grup: Katharina Boguslawski, Paweł Tecmer, Piotr Żuchowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/21" (zakończony)

Okres: 2020-10-01 - 2021-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Tecmer
Prowadzący grup: Paweł Tecmer, Piotr Żuchowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2021/22" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-27
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Tecmer
Prowadzący grup: Katharina Boguslawski, Paweł Tecmer, Piotr Żuchowski
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.