PHYSIKALISCHE CHEMIE V

Statistische Mechanik: Theorie, Simulationen und Anwendungen

Diese Vorlesung vermittelt die grundlegenden Methoden der statistischen Mechanik zur Behandlung von Vielteilchensystemen unter besonderer Berücksichtigung chemischer Fragestellungen. Da viele der heute relevanten Anwendungen Simulationstechniken verlangen, werden auch Computersimulationen besprochen.
Der Kurs setzt in der Physikalischen Chemie III/IV eingeführte Konzepte der Quantenmechanik voraus und baut darauf auf. Im Hinblick auf ein Master- oder Doktorats-Studium kann der Kurs als Vorbereitung auf weitergehende Vorlesungen wie Computational Chemistry I oder fortgeschrittene Vorlesungen in Bioinformatik dienen.


Ort

Die Vorlesung findet statt: Dienstags 10 - 12 im Kleinen Hörsaal (4.10, zweiter Stock) Klingelbergstrasse 80, Physikalische Chemie.


Inhalt

  1. Überblick: Thematik und Entwicklung

  2. Grundlagen

    1. Mathematische Werkzeuge
    2. Klassische Mechanik
    3. Thermodynamik
    4. Quantenmechanik
  3. Statistische Ensembles

  4. Nicht-wechselwirkende Systeme

    1. Atomare und molekulare Gase
    2. Photonengas
  5. Wechselwirkende Systeme

    1. Die lineare Kette
    2. Reale Gase
    3. Flüssigkeiten
  6. Computersimulationen

    1. Molekulardynamik Simulationen
    2. Monte Carlo Simulationen
  7. Zeitabhängige Phänomene

  8. Phasenübergänge und kritische Phänomene

  9. Moderne Themen


Vorlesungsunterlagen

Script als pdf File

Publikation zu negativen Wärmekapazitäten.

Publikation zur Verletzung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik.

Publikation zu ortho/para Wasserstoff in Buckyballs.

Publikation zur RRKM Theorie im mikrokanonischen und Kanonischen Ensemble.

Publikation zu Monte Carlo Simulationen.

Publikation zu Monte Carlo Simulationen.

Publikation zur zeitaufgeloester Liquidographie.

Tar-File zum 2-dimensionalen Ising Modell.

Maple file zur Monte Carlo Integration.

Maple file zur Polymer Simulation.

Übungen

Übungen (1 stdg.): Freitag 10-11. Beginn: 2. 3. 2018. Kontakt: Oliver Unke oliver.unke@unibas.ch