Obliczenia naukowe w naukach przyrodniczych 4010-ONP
Tematyka zajęć:
1. Wstęp do modelowania molekularnego, wyk. 2 godz.
2. Postulaty mechaniki kwantowej, wyk. 2 godz.
3. Stacjonarne, niezależne od czasu równanie Schrodingera. Rozwiązania dla atom wodoru, wyk. 2 godz.
4. Podstawy opisu elektronów w cząsteczkach, wyk. 2 godz.
- Założenie nieruchomych jąder.
- Funkcja falowa elektronów
- Równanie Schroedingera
- Elektronowe stany stacjonarne
- Powierzchnia Borna-Oppenheimera
5. Obliczenia elektronowe ab-initio, wyk. 2 godz.
- Atom wodoru i bazy orbitali atomowych
- Orbitale molekularne
- Przybliżenie 1-elektronowe
- Równania Hartee-Focka
- Poprawki na korelacje elektronów
6. Ruch jąder atomowych, wyk. 2 godz.
- Przybliżenie Borna-Oppenheimera
- Kwantowy opis ruchu jąder atomowych
- Klasyczna dynamika molekularna
- Klasyczne pole siłowe
- Metody dla cząsteczek w roztworach - ciągłe modele wody
7. Obliczenia ab-initio, input, output, możliwe praktyczne obliczenia, lab. 2 godz.
8. Krótkie wprowadzenie na temat kryształów, wyk. 1 godz.
- Kryształy i symetrie w kryształach
- Wiązania międzyatomowe w kryształach.
9. Struktura elektronowa kryształów, wyk. 1 godz.
10. Przegląd metod obliczeniowych struktury elektronowej, wyk. 2 godz.
11. Mechanika vs. dynamika molekularna (ujęcie klasyczne), wyk. 1 godz.
12. Kwantowa oraz hybrydowa mechanika/dynamika molekularna, wyk. 2 godz.
13. Podstawy budowy białek oraz kwasów nukleinowych, wyk. 2 godz.
14. Obliczenia metodami klasycznej mechaniki/dynamiki molekularnej, wyk.2 godz.,lab. 2 godz.
15. Symulacje pandemii, wyk. 2 godz.
16. Modelowanie ekosystemów, wyk. 2 godz.
Kolejność podejmowanych zagadnień oraz szczegółowość ich realizacji może ulec nieznacznym zmianom.
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
W cyklu 2023L: | W cyklu 2024Z: | W cyklu 2023Z: |
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Efekty kształcenia
Wiedza: student zna i rozumie
W1 - zna i rozumie podstawy matematyczne wybranych metod obliczeniowych stosowanych w naukach przyrodniczych [K_W09]
Umiejętności: student potrafi
U1 - potrafi zaplanować proste symulacje komputerowe dla układów biologicznych/chemicznych, przeprowadzić je oraz przeanalizować [K_U10, K_U17]
U2 - potrafi ocenić dostępne zasoby sprzętowe względem problemu badawczego i metod jego rozwiązania oraz wskazać potencjalne wady i zalety możliwych podejść w rozwiązywaniu owego problemu badawczego [K_U13]
Kryteria oceniania
Student uzyskuje zaliczenie zajęć na podstawie:
1. obecności na zajęciach,
2. samodzielnego wykonania 3 ćwiczeń praktycznych w trakcie semestru (realizacji obliczeń dla układu molekularnego) złożonych najpóźniej w terminie do końca zajęć dydaktycznych w danym semestrze (weryfikacja efektu uczenia się U1, U2)
3. egzaminu pisemnego, do którego student jest dopuszczony po spełnieniu warunków opisanych w pkt. 1. i 2. (weryfikacja efektu uczenia się W1)
Ocena końcowa z przedmiotu ustalana jest na podstawie średniej arytmetycznej z 3 powyższych składowych.
UWAGA
1. Zwolnienie lekarskie nie zwalnia ze znajomości materiału. Uprawnia jedynie do zindywidualizowanej formy zaliczenia.
2. Osoby, które otrzymały zgodę na indywidualny tok studiów, mają obowiązek zgłosić się koordynatora przedmiotu w celu ustalenia sposobu realizacji wszystkich efektów uczenia się przypisanych do zajęć. W przypadku braku możliwości realizacji wyżej wymienionych efektów koordynator może odmówić zaliczenia przedmiotu.
3. Obecności na zajęciach jest obowiązkowa. W sytuacjach uzasadnionych nieobecności, student zobowiązany jest do niezwłocznego kontaktu z koordynatorem przedmiotu.
Literatura
1. Molecular Modelling: Principles and Applications, Andrew Leach
2. Molecular Modeling and Simulation: An Interdisciplinary Guide, Tamar Schlick
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: