Інфопакет

Спеціальні методи програмування та моделювання у фізиці наносистем

ОК 17

Обов’язкова дисципліна для ОП

Другий

2022/2023

2 Семестр

6

Знати перелік основних методів числового моделювання в фізиці твердого тіла; їх можливості та обмеження застосування; основні поняття електронної теорії твердого тіла; методи розрахунку електронної структури; перелік відповідних сучасних програмних пакетів; основні положення Теорії Функціонала Густини; основи методу молекулярної динаміки та особливості його застосування до задач фізики твердого тіла; знати основні методи програмування мовою графічного програмування G. Вміти: вільно володіти загально вживаними термінами теорії твердого тіла; вміти визначати, який метод розрахунку можна застосувати до конкретної наукової проблеми виходячи з її просторової та часової розмірності. Вміти: створювати віртуальні прилади для інтегрування та узгодження роботи реальних приладів з відповідними інтерфейсами під час виконання фізичного експерименту.

Очна форма

Знати основи математичного аналізу, математичного моделювання, комп’ютерної фізики та програмних пакетів, квантової механіки, а також спеціального курсу «Квантова теорія твердого тіла». Вміти застосовувати попередні знання з перелічених курсів. Володіти елементарними навичками математичних перетворень, побудови алгоритмів, програмування, опису квантових систем.

В рамках курсу «Спеціальні методи програмування та моделювання у фізиці наносистем» вивчаються: кластерні методи розрахунку електронної та атомної структури матеріалів починаючи від молекули, кластера, нанокристала та закінчуючи реальними кристалами: метод розрахунку ЛКАО (лінійна комбінація атомних орбіталей) та його застосування для різного типу матеріалів; рівняння Хартрі-Фока та методи його чисельного розв’язку; сучасні методи розрахунку електронної структури матеріалів; ознайомлення з методом молекулярної динаміки та Монте-Карло; методи графічного програмування та алгоритми створення віртуальних приладів, що керують виконанням фізичного експерименту.

1. R.Martin Electronic Structure. Basic theory and practical methods. Cambrige 2004 2. Herbst, Michael F.; Levitt, Antoine; Cancès, Eric (2021). "DFTK: A Julian approach for simulating electrons in solids". JuliaCon Proceedings. 3 (26): 69. doi:10.21105/jcon.00069 3. Хацевич О.М., Курта С. А. Основи квантової хімії : навч. посіб.; ДВНЗ "Прикарпат. нац. ун-т ім. Василя Стефаника", Ф-т природн. наук, Каф. хімії. - Івано-Франківськ : Прикарпат. нац. ун-т ім. Василя Стефаника, 2019. - 259 с. 4. Моделі твердофазних реакцій - від молекулярної динаміки до середньопольового кінетичного методу: монографія / В. М. Безпальчук, О. О. Богатирьов, А. М. Гусак. - Черкаси : Гордієнко Є. І., 2017. - 148 с. 5. http://www.ni.com/pdf/manuals/371780n_0114.pdf 6. Grozin. Introduction to Mathematica for Physicists. Publisher: Springer, 2013, 197 р.

Лекції – 30 год. Практичні заняття – 30 год. Самостійна робота – 120 год.

Семестрове оцінювання: (max/min) 1. Модульна контрольна робота 1: 10 балів / 5 балів 2. Захист звітів практичних робіт 1: 10 балів / 5 балів 3. Захист реферату 1: 10 балів / 5 балів 4. Модульна контрольна робота 2: 10 балів / 5 балів 5. Захист звітів практичних робіт 2: 10 балів / 5 балів 6. Захист реферату 2: 10 балів / 5 балів Підсумкова оцінка в цілому визначається як сума оцінок (балів) за всіма успішно оціненими результатами навчання під час семестру (оцінки нижче мінімального порогового рівня до підсумкової оцінки не додаються) та оцінки, отриманої під час іспиту. Студент не допускається до іспиту, якщо під час семестру набрав менше 36 балів. Оцінка за іспит не може бути меншою 24 балів для отримання загальної позитивної оцінки за курс.

Українська