Kursplan för Beräkningsmetoder för material- och molekylfysik

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnComputational materials and molecular physics
  • KurskodTIF320
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPPHS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeTeknisk fysik
  • InstitutionFYSIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 85140
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0119 Projekt 7,5 hp
Betygsskala: TH		0 hp0 hp7,5 hp0 hp0 hp0 hp

I program

Examinator

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskaper i fysik, matematik, data och numerisk analys. Kunskaper om beräkningsfysik och numeriska metoder motsvarande kursen Bayesiansk dataanalys och maskininlärning samt FKA121 - Beräkningsfysik rekommenderas. Det är en fördel att ha kunskaper om kvantmekanik, kondenserade materiens fysik och/eller statistisk fysik.

Syfte

Syftet med kursen är att beskriva olika beräkningsmetoder inom material och molekylvetenskap, samt ge praktisk erfarenhet av att utföra dessa beräkningar på moderna datorkluster. Kursen avser att presentera hur fysik kan tillämpas i ett mycket bredare sammanhang inom material forskning än vad som vanligtvis behandlas i den traditionella läroplanen, tack vare ökad datorkraft.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

- Förstå och analysera olika elektronstrukturs metoder, så som Hartree-Fock och täthetsfunktionalsteori
- Förstå och analysera olika molekyldynamik samt Monte Carlo rutiner som kan användas för att undersöka material egenskaper med hjälp av datorer
- Använd Python (objektorienterat programmeringsspråk) för lösa numeriska problem samt att styra och organiserar större beräkningsuppgifter och för att ge enkel visualisering
- Skriva tekniska rapporter där beräkningsresultat presenteras på ett klart sätt
- Kommunicera resultat och slutsatser på ett tydligt sätt

Innehåll

- Grunderna i Hartree-Fock samt täthetsfunktionalteori
- Beräkningsmetoder för elektronstruktur
- Beräkningsmetoder för mångpartikelsystem
- Python

Organisation

Grundläggande teori och metoder täcks av en serie föreläsningar. Studenterna får träning att tillämpa teori och metoder genom övningar och hemuppgifter. En betydande del av kursen består i att utföra storskaliga beräkningar med hjälp av nationella datorkluster.

Litteratur

Föreläsningsanteckningar kommer att göras tillgängliga.
Kursbok: J.M.Thijssen, "Computational Physics", (2nd edition, Cambridge University Press, 2007). Recommended additional material for numerical methods: Willliam H. Press et al., "Numerical Recipes; The Art of Scientific Computing", (3rd edition, Cambridge University Press, 2007)

Examination inklusive obligatoriska moment

Examinationen består av olika hemuppgifter där kodning samt rapportskrivning är viktiga moment, samt presentation av ett relevant ämne inom kursen. Examinationen är anpassas till tidigare bakgrund och intressen, t. ex finns möjligheten att driva större individuella forskningsprojekt. Alla moment kommer att graderas.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.