Elementy molekularnej mechaniki kwantowej

Znajomość mechaniki kwantowej przynajmniej na poziomie studiów licencjackich z fizyki.

przedmiot obligatoryjny

30 godzin wykładu, 30 godzin pracy własnej, 15 godzin przygotowanie do egzaminu

WG1 - Zna i rozumie w światowy dorobek obejmujący podstwy teoretyczne oraz zagadnienia ogólne i wybrane zagadnienia szczgółowe z fizyki )mechaniko kwantowej)

WG2 -Zna i rozumie główne tendencje w fizyce kwantowej

WG3 - Zna i rozumie metodologię badań naukowych

UW2 - [ptrafi dokonywać krytycznej oceny wyników badań naukowych

KK1 - jest gotów do oceny dorobku w ramach molekularnej mechaniki kwantowej

Konwencjonalny wykład połączony z dyskusją wybranych problemów

- pokaz
- symulacyjna (gier symulacyjnych)

- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- metody służące prezentacji treści
- metody wymiany i dyskusji

Ten stosunkowo krótki kurs poświęcony jest prezentacji podstawowych pojęć mechaniki kwantowej potrzebnych do zrozumienia metod opisu teoretycznego struktury elektronowej cząsteczek. W drugiej części wykładu prezentowane będą zastosowania mechaniki kwantowej (chemii kwantowej). Wykład przeznaczony jest dla doktorantów z dyscyplin fizyka, chemia i pokrewnych.

Zajęcia będą odbywać się w poniedziałki w godz. 16:15-18:00 w audytorium COK Instytut Fizyki UMK.

0. Nanoświat i znaczenie kwantowego opisu materii.w

1. Przykłady zjawisk kwantowych: efekt fotoelelektryczny, efekt Comptona, interferencja elektronów, eksperyment Sterna-Gerlacha.

2. Podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej a notacja Diraca. Przestrzeń Hilberta, kety, bra, operatory, reprezntacje macierzowe, pomiary, obserwable, relacje nieoznaczoności, funkcje falowe.

3. Elementy mechaniki klasycznej. Równania Hamiltona, Przestrzeń fazowa. Równanie Liouville'a.

4. Elementy dynamiki kwantowej: Ewolucja w czasie i równanie Schroedingera.

5. Przypomnienie postulatów mechaniki kwantowej.

6. Przybliżenie Borna-Oppenheimera. Pojęcie powierzchni energii potencjalnej.

7. Metoda Hartree-Focka - założenia, równania.

8. Problemy z kwantowym opisem układów molekularnych. Pojęcie korelacji elektronowej.

9. Metoda Ritza. Metoda LCAO MO. Bazy funkcyjne.

10. Mapa współczesnych metod obliczeniowych chemii kwantowej.

11. Metody półempiryczne. Metody QM/MM.

12. Metody DFT.

13. I i II twierdzenie Hohenberga-Kohna. Równania Kohna-Shama. Hierarchia fucnkcjonałów DFT.

14. Zastosowaniai metod DFT w biofizyce i chemii. Dynamika molekularna ab initio Car-Parrinello.

15. O znaczeniu teorii grup w fizyce molekularnej.

1. Modern Quantum Mechanics, 2nd edition, J.J. Sakurai, J. Napolitano, Pearson, 2011.

2. L. Piela,Ideas of Quantum Chemistry,3rd Edition, Elsevier, 2020.

koncowy egzamin, max 100%

0-50 ndst

50-65 dst

65-75-dst+

75-80 db

80-90 db+

90-100 bdb

nie ma