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Methoden der molekularen Simulation
Methods of Molecular Simulation

Modul CH3334

Dieses Modul wird durch Fakultät für Chemie bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

CH3334 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

1. Lokale und globale Geometrieoptimierung
2. Ab Initio Thermodynamik
3. Molekulardynamik
4. Monte Carlo Verfahren
5. Freie Energie Simulationsmethoden
6. Langzeitsimulationen und kinetisches Monte Carlo

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an diesem Modul können die Studierenden grundlegende Methoden und Algorithmen der molekularen Simulation aufzählen und deren Konzepte qualitativ beschreiben.
Sie kennen deren Anwendungsbereiche und Beiträge zur Untersuchung chemischer Fragestellungen.
Sie können die Anwendbarkeit und Einschränkungen der verschiedenen Techniken klassifizieren.
Sie können die erlernten Methoden zur Durchführung einfacher Simulationen selbst einsetzen.

Voraussetzungen

Die Module Mathematische Methoden der Chemie (CH0105, CH0112), Quantenmechanik (CH4108), und Molekulare Struktur and Statistische Mechanik (CH4113) aus dem TUM Chemie Bachelorstudium.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lern- und Lehrmethoden

Das Modul besteht aus einer Vorlesung mit begleitenden Übungen in kleinen Tutorgruppen. Die Anwesenheitszeit in der Vorlesung und den Übungen ist von vergleichbarem Umfang, um die Aneignung von konzeptionellem Wissen mit der praktischer Fähigkeiten gleichmäßig zu gewichten. Der in thematische Blöcke gegliederte Lehrstoff wird jeweils in der Vorlesung durch Frontalvortrag vermittelt. Die Studierenden vertiefen ihr Verständnis durch geleitetes Selbststudium auf der Basis des Materials in dem begleitenden E-Learning Kurs. Praktische Übungsaufgaben gestatten es den Studierenden, ihr Kompetenzniveau selbst einzuschätzen, ihr erworbenes Wissen gemeinsam zur Lösung von Beispielproblemen einzusetzen, sowie direktes Feedback eines Tutors zu erhalten.

Medienformen

Vorlesungsskript, E-Learning Kurs, Aufgabensammlung, Tafelanschrieb, PowerPoint

Literatur

1) C.J. Kramers, Essentials of Computational Chemistry
2) F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry
3) D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Modulprüfung besteht aus einer Klausur (Dauer: 90 Minuten) in der die Studierenden verschiedene theoretische Ansätze und Methoden der molekularen Simulation erinnern und ihre jeweiligen Anwendungsbereiche benennen sollen. Es müssen einfache Probleme durch Berechnung ohne Hilfsmittel gelöst werden. Die Antworten auf Fragen zu Hintergrundwissen kann teilweise in freier Textform oder als Antwort auf Multiple-Choice-Fragen gegeben werden. Die freie Textform ermöglicht es den Studierenden, ihr Verständnis der behandelten Themen in eigenen Worten, angepasst an ihr persönliches Kompetenzniveau zum Ausdruck zu bringen. Die Rechenbeispiele gestatten es den Studierenden zu zeigen, dass sie ihr Verständnis formal in mathematischer Sprache ausdrücken und anwenden können.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

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