|
Vyučující
|
-
Perkner Jiří, prof. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
(i) Klasická molekulární dynamika, přehled empirických potenciálů. Ab-initio výpočty: vybraná fakta z fyziky pevných látek, přehled starších metod než teorie funkcionálu hustoty (DFT). Fyzikální popis DFT. Praktické aspekty používání DFT. Modelování růstu tenkých vrstev. Modelování krystalů - termodynamika tuhých roztoků, mechanické vlastnosti. Modelování amorfních materiálů - liquid quench algoritmus, Wannierovy funkce, vazebné statistiky. Výpočty elektronových struktur a s nimi souvisejících veličin. (ii) Základní rovnice fyziky plazmatu a jejich numerické řešení: Globální modely plazmatu - interakce částic v plazmatu, účinné průřezy, okrajové podmínky; Fluidní modely - drift-difuzní aproximace, srážkové frekvence, elektrostatické pole. Částicové modely - metoda Monte Carlo, metoda Particle-In-Cell Monte Carlo.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Samostatná práce studentů, Přednáška, Cvičení
- Kontaktní výuka
- 26 hodin za semestr
- Projekt individuální [40]
- 40 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 30 hodin za semestr
- Praktická výuka [vyjádření počtem hodin]
- 13 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| vycházet z předchozích znalostí o základech fyziky pevných látek (první ze dvou médií jejichž modelováním se předmět zabývá) |
| vycházet z předchozích znalostí o základech fyziky plazmatu (druhé ze dvou médií jejichž modelováním se předmět zabývá) |
| pracovat s klíčovými pojmy z oblasti fyziky mikrosvěta (elektron, kvantové číslo, spin, apod.) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| zacházet se středně složitými matematickými výrazy a rovnicemi |
| ovládat základy programování (v libovolném jazyce) |
| vstřebávat informace (citace, ilustrace, manuály) i z anglickojazyčných zdrojů |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
| mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení, |
| mgr. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru., |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| rozumět teoretickým východiskům modelování pevných látek na atomární úrovni |
| rozumět nejdůležitějším simulačním algoritmům pro modelování pevných látek (v závislosti na zkoumané veličině nebo procesu) |
| rozumět základním procesům v plazmatu včetně jejich matematického vyjádření |
| rozumět principům fluidního a částicového přístupu k simulaci plazmatu a jejich limitům |
| Odborné dovednosti |
|---|
| aplikovat všechny vyložené metody modelování pevných látek v praktických aplikacích pomocí poskytnutých softwarových nástrojů a správně interpretovat získané výsledky |
| aplikovat všechny vyložené metody modelování plazmatu v praktických aplikacích pomocí poskytnutých softwarových nástrojů a správně interpretovat získané výsledky |
| využívat superpočítač |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: samostatně a odpovědně se rozhodují v nových nebo měnících se souvislostech nebo v zásadně se vyvíjejícím prostředí s přihlédnutím k širším společenským důsledkům jejich rozhodování, |
| mgr. studium: dle vyvíjejících se souvislostí a dostupných zdrojů vymezí zadání pro odborné činnosti, koordinují je a nesou konečnou odpovědnost za jejich výsledky, |
| mgr. studium: plánují, podporují a řídí s využitím teoretických poznatků oboru získávání dalších odborných znalostí, dovedností a způsobilostí ostatních členů týmu, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Samostatná práce studentů, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Samostatná práce studentů, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Samostatná práce studentů, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Individuální prezentace, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Individuální prezentace, |
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Z hlediska absolvování předmětu je i zde relevatní "Kombinovaná zkouška" a "Kvalita zpracovaného referátu", z věcného hlediska je (během následujících let) relevantní rovněž "Demonstrace dovedností při praxi". |
|
Doporučená literatura
|
-
manuál programu CPMD.
-
manuál programu PWscf / balíku Quantum Espresso.
-
C.K. Birdsall, A.B. Langdon. Plasma Physics via Computer Simulation. Bristol (Adam Hilger), 1991.
-
J. Kohanoff. Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules. Cambridge University Press, 2006.
|