Computerchemie

24. June 2011 Chemie
  • Titel: Computerchemie
  • Organisation: UNI KIEL
  • Seitenzahl: 53

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Inhalt

  • chemc Praktikum ComputerchemieTheoretische Chemie Teil A Theoretische Grundlagen
  • Kurzeinfuhrung Zeichenprogramm gnuplot
  • Atomare Einheiten atomic units au
  • me in der kinetischen
  • Nicht vergessen Das Gesamtvorzeichen eines Eigenvektors ist unbestimmt
  • Experimente mit klassischer Mechanik
  • Losung der zeitunabhngigen Schrodingergleichung durch a Basisentwicklung
  • Die Schrdingergleichung in OperatorFunktionenForm o H E
  • Multiplikation von links mit j ergibt
  • Beispiel fur orthogonale Basis SinusFunktionen
  • Beispiel SinusBasis fur DMorseOszillator
  • gj xV xgk x dx
  • Experimente mit dem Morseoszillator in Sinusbasis
  • Orthogonalisierung der Basis
  • Beispiel fur nichtorthogonale Basis DGB
  • mit den Abkrzungen u Aij Ai Aj
  • Ai Aj xi xj Bij
  • Beispiel DGB fur DMorseOszillator
  • DGBBasis im Doppelminimumpotential
  • Wichtige Anderungen im Programm
  • Zeitabhngigkeit in der Quantenmechanik a
  • Separation der zeitabhngigen Schrdingergleichung a o
  • Quantisierte Eigenzustnde a
  • Gebundene Zustnde im Harmonischen Oszillator a
  • Die Zeitunabhngigkeit stationrer Zustnde a a a
  • eiEt xA eiEt x dx
  • Zeitabhngigkeit durch Superposition a
  • cn eiEn t n x
  • Wellenpaket im Harmonischen Oszillator
  • Diese Frage ist falsch gestellt
  • Propagation von Wellenpaketen mit SPO und FFT
  • Berechnung der Ortsableitung von durch FFT
  • d k eikx dk dx
  • k k eikx dk
  • Berechnung der Zeitableitung von durch SPO
  • U t t eiHtt eiT V tt
  • V T V T O
  • Optionale Experimente fur Fortgeschrittene
  • Zeitabhngige Spektrensimulation a
  • eiEEn t dt sin E En T
  • Beispiele zur Spektrenberechnung

Vorschau

chem2004c: 3) Praktikum Computerchemie/Theoretische Chemie: Teil A: Theoretische Grundlagen

I hear and I forget. I see and I remember. I do and I understand.

(chinesisches Sprichwort)

Prof. Dr. Bernd Hartke, Universit¨t Kiel, hartke@phc.uni-kiel.de a

iele

• konkreter Einblick in Algorithmen/Programme zur L¨sung der wesentlichen Aufgaben o der Theoretischen Chemie (station¨re Quantenzust¨nde, klassische und quantenmea a chanische Dynamik) • durch eigenen Umgang mit diesen Programmen Erfahrung mit deren Verhalten und Ergebnissen: – zu erwartende Genauigkeit/Fehler – Wichtigkeit der korrekten Wahl von Basisfunktionen und Parametern – Gr¨ßenskalierung der Algorithmen o • dadurch besseres Verst¨ndnis vorgefertigter Anwendungspakete. a

Themenubersicht ¨

0: Mini-Einf¨hrung: Fortran, gnuplot u 1: klassisch-mechanische Dynamik: einfacher Verlet-Algorithmus; harmonischer Oszillator und Morse-Oszillator; ¨ Ubertragbarkeit auf gr¨ßere chemische Systeme o 2: L¨sung der zeitunabh¨ngigen Schr¨dingergleichung durch Basisentwicklung: o a o – die dabei zu l¨senden Teilaufgaben und deren Charakteristika: o analytische oder numerische Integration → Matrixelemente, Matrixdiagonalisierung → Eigenwerte und Eigenvektoren

– Basis: Sinusfunktionen; praktische Aspekte der korrekten Wahl von Basisfunktionen ¨ – Ubertragbarkeit auf gr¨ßere chemische Systeme; o Gemeinsamkeiten mit (und Unterschiede zu) Verfahren der Quantenchemie 3: eitabh¨ngige Wellenfunktionen durch Superposition von Eigenzust¨nden: a a die Welt jenseits gequantelter station¨rer ust¨nde a a 4: quantenmechanische Dynamik: – Gauß-Wellenpaket im Harmonischen Oszillator und Morse-Oszillator; Vergleich zur klassischen Mechanik – Berechnung von Spektren durch Fouriertransformation der Autokorrelationsfunktion

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Prof. Dr. Bernd Hartke, Universit¨t Kiel, hartke@phc.uni-kiel.de a

Kurzeinfuhrung Fortran ¨

Siehe Fortran“-Skript meiner Vorlesung Computeranwendungen in der Physikalischen ” ” Chemie“

Kurzeinfuhrung gfortran-Compiler ¨

Siehe Fortran“-Skript und Intro-Folien meiner Vorlesung Computeranwendungen in der ” ” Physikalischen Chemie“

Kurzeinfuhrung eichenprogramm gnuplot ¨

Siehe Intro-Folien meiner Vorlesung Computeranwendungen in der Physikalischen Chemie“ ”