Uniwersytet Warszawski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

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 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: 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
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 4 godzin więcej informacji
Wykład, 26 godzin więcej informacji
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" (zakończony)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 4 godzin więcej informacji
Wykład, 26 godzin więcej informacji
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
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.
ul. Banacha 2
02-097 Warszawa
tel: +48 22 55 44 214 https://www.mimuw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-7ba4b2847 (2024-06-12)