Obliczenia naukowe w naukach przyrodniczych
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 4010-ONP |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Obliczenia naukowe w naukach przyrodniczych |
Jednostka: | Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
3.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowe |
Skrócony opis: |
W pierwszej części wykładu umówione są przybliżenia prowadzące od pełnego kwantowego opisu cząsteczki chemicznej jako układu jąder atomowych i elektronów do opisu przybliżonego umożliwiającego praktyczne obliczenia kwantowe dla elektronowych stanów stacjonarnych oraz klasyczną dynamikę dla ruch jąder atomowych. W drugiej części wyprowadzona zostaje metoda Hartee-Focka oraz poprawki uwzględniające efekty korelacyjne dla elektronów. W trzeciej części umówione są metody przybliżone pozwalające uwzględniać wpływ otoczenia, w szczególności efekty elektrostatyczne w roztworach w obliczeniach elektronowych dla cząsteczek chemicznych. W części praktycznej zostanie wykorzystany program Gaussian do przykładowych obliczeń elektronowych dla małych cząsteczek i prostych reakcji chemicznych. |
Pełny opis: |
Tematy zajęć: 1. Wprowadzenie do fizyki kwantowej 2. Stacjonarne, niezależne od czasu równanie Schrodingera. 1. Rozwiązania dla atom wodoru 3. Podstawy opisu elektronów w cząsteczkach 1. Załozenie nieruchomych jąder 2. Funkcja falowa elektronów 3. Równianie Schroedingera 4. Elektronowe stany stacjonarne 5. Powierzchnia borna-Oppenheimera 4. Obliczenia elektronowe ab-initio 1. Atom wodoru i bazy orbitali atomowych 2. Orbitale molekularne 3. Przybliżenie 1-elektronowe 4. Równania Hartee-Focka 5. Poprawki na korelacje elektronów 5. Ruch jąder atomowych 1. Przyblizenie Borna-Oppenheimera 2. Kwantowy opis ruchu jąder atomowych 3. Klasyczna dynamika molekularna 4. Klasyczne pole siłowe 5. Metody dla cząsteczek wroztworach - ciągłe modele wody 6. Obliczenia ab-initio, input, output, mozliwe praktyczne obliczenia 7. Krótkie wprowadzenie na temat kryształów 1. Kryształy i symetrie w kryształach 2. Wiązania międzyatomowe w kryształach. 8. Struktura elektronowa kryształów 9. Przegląd metod obliczeniowych struktury elektronowej 11. CFD - przykłądowe zastosowania 12. Zastosowania - metody mieszane klasyczno - kwantowe 13. Zastosowania - medolwanie molekularne 14. Bioinformatyka 15. Bliżniacy cyfrowi (digital twins) 16. Modelowanie w medycynie 17. Symulacje pandemii 18. Modelowanie ekosystemów |
Efekty uczenia się: |
Znajomość formalnego dokładnego opisu kwantowego cząsteczek oraz metod przybliżonych pozwalających na praktyczne obliczenia komputerowe dla stanów elektronowych i ruchu jąder. Znajomość przykładowego programu do obliczeń elektronowych dla cząsteczek chemicznych. |
Metody i kryteria oceniania: |
Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie obecności oraz realizacji praktycznej obliczeń (pkt 7 i 10) oraz na podstawie samodzielnie wykonanego projektu zaliczeniowego polegającego na praktycznej realizacji obliczeń dla wybranego układu molekularnego. |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-01-28 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 4 godzin
Wykład, 26 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Piotr Bała | |
Prowadzący grup: | Aneta Afelt, Piotr Bała, Katarzyna Grabowski, Paweł Grochowski, Michał Hermanowicz, Franciszek Rakowski, Zuzanna Szymańska | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (w trakcie)
Okres: | 2024-02-19 - 2024-06-16 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 4 godzin
Wykład, 26 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Piotr Bała | |
Prowadzący grup: | Aneta Afelt, Piotr Bała, Katarzyna Grabowski, Paweł Grochowski, Michał Hermanowicz, Franciszek Rakowski, Zuzanna Szymańska | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Nauk Ekonomicznych.