Molekylär och statistisk mekanik
Kursplan, Avancerad nivå, 1MB412
- Kod
- 1MB412
- Utbildningsnivå
- Avancerad nivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Biologi A1N, Kemi A1N, Teknik A1N
- Betygsskala
- Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 26 april 2016
- Ansvarig institution
- Institutionen för biologisk grundutbildning
Behörighetskrav
120 hp inklusive Linjär algebra och geometri I. Flerdimensionell analys. Sannolikhet och statistik. Cellbiologi. Mekanik. Kemisk termodynamik. Organisk kemi. Kvantmekanik och kemisk bindning I.
Mål
Kursen behandlar den statistiska mekanikens teori och dess tillämpningar på molekylära system samt moderna datorsimuleringsmetoder för att studera makromolekylers dynamik och energetik. Efter godkänd kurs skall studenten kunna
- förklara den statistiska mekanikens grunder och koncept såsom kanoniska fördelningar, ensembler och tillståndssummor, liksom den statistiska mekaniska beskrivning av ideala och icke-ideala gaser och enkla vätskor
- redogöra för den molekylmekaniska beskrivningen för växelverkande system , inklusive den teoretiska grunden bakom kraftfält , intramolekylära och intermolekylära interaktioner
- koppla den teoretiska grunden till dess tillämpning i beräkningsmetoder såsom molekyldynamisk simulering, energioptimering, Monte Carlo samt frienergiberäkningar baserade på termodynamiska cykler
- använda datormodelleringsmetoder (skisserade ovan) för att analysera biomolekylers struktur, funktion och dynamik.
Innehåll
Kursen ger en introduktion till statistisk mekanisk teori och kopplar den till grunden för datorsimuleringar av biomolekylär dynamik och energetik, metoder som sedan i stor utsträckning behandlas ur en teoretisk och praktisk synvinkel. Följande moment ingår i kursen:
Maxwell-Boltzmann fördelningar, ensembler, molekylära och kanoniska tillståndssummor, kinetisk gasteori, transition-state teori, konfigurationsfördelningar, icke-ideala gaser, enkla vätskor, analytiska kraftfält för växelverkande system, energioptimering, Monte Carlo-metoder, molekyldynamiksimulering och algoritmer, termodynamiska cykler och frienergiberäkningar, metodik och tillämpningar inom datorbaserad läkemedelsdesign.
Undervisning
Undervisningen ges i form av föreläsningar, lektioner/räkneövningar och datorlaborationer.
Examination
Skriftligt prov (4 hp), räkneövningar och datorlaborationer ger tillsammans (1 hp).