选课类别:计划内与自由选修 | 教学类型:理论课 |
课程类别:本科计划内课程 | 开课单位:化学物理系 |
课程层次:专业选修 | 学分:2.0 |
笔者已经离开科大到一个比科大略差一些的学校读研究生,也正式进入了量子化学这个领域。在对这个领域有了更多的认识之后,尝试发表一些自己对这门课的观点,以及对整个量子化学学习的观点。
首先其实作为我而言,我对这门课总的来说是感觉不是很满意的,但是很难苛责已经六十多岁的陈老师。李振宇老师可能因为工作上的原因不再教这门课之后,细数科大有可能会讲这门课的老师,感觉很多可能都会讲的比陈老师更差(可以直接点名胡伟)。
我对这门课感到不是很满意的第一个地方是,量子化学这门学科整体上是一个比较抽象的学科,公式很多,而且不简洁。这就造成了很大的理解上的障碍,或者感觉自己理解了但是真的遇到问题发现束手无策。绝知此事要躬行,解决这个问题最好的办法应该是尝试让学生动手完整的写一下 Hartree-Fock 的全流程,这个代码可以大概是 Szabo 书后面那个级别,给定动能积分,双电子积分之后去做一下氢分子的SCF。不用做的很复杂,但是应该动手做一下。同样的,因为量子化学是一门比较抽象的学科,其实更加适合以板书的形式展开,或者 PPT 上应该能很明确的指出 Key Step。但是现在的 PPT 很多地方都是冗长的推导,当我们被淹没在冗长的推导中的时候,很容易忘记我们在干一件什么事情。失去 detail,失去很多,失去 global picture,失去一切。
我对这门课第二个不满意的地方是,没有介绍二次量子化,实际上二次量子化和 wick 定理是推导 post Hartree Fock 的一系列理论的非常强大的工具,也是post Hartree Fock 的现代表述,二十一世纪的学生应该在课堂上学到这些。
我对这门课第三个不满意的地方是,密度泛函理论的介绍过于陈旧。 在TF 理论和 TFD理论上花了大量的时间,其实这些应该在一节课结束,后面有时间应该 1.从理论层面,介绍绝热连接,理解交换关联泛函的物理意义 ,2.简单介绍 go beyond DFT的内容,包括 RPA 和 GW,3.介绍目前广泛使用的计算激发态的方法 TDDFT,4.介绍目前学界对密度泛函近似中的误差来源的分析。
这门课感觉还是比较适合以后确定了要做计算的同学学,陈老师还是很认真的,感觉上课的时候尽可能的会把我们PPT上的内容全部都讲到,尤其是他会自己补充要注意的点,如果说想考试拿高分的话,肯定还是要仔细听的,只是PPT上太多的推导,上课听起来有点无聊,最好是课后能有时间把这些推导到自己手推一遍,并且记住,其实推导不难,就是比较复杂,大部分都是量子物理的内容。主要是介绍了量子化学中常用的几种近似计算的方法,搞清楚思想最重要。最后两节课是上机课,老师简单教了一下,最基本的计算软件的使用方法,和考试无关,但是会了自然是更好。作业整体都很简单,反正比考试简单(我觉得)。
考试的话,概念其实考的挺多的,整体不难,但涉及到了量化中的群论知识,前半学期的东西考完就忘了,导致我考试的时候看到一脸懵逼,建议考试还是好好复习一下量化的群论那一块儿吧。还有一些就是量子物理中常见的考点了,比如说自旋的特征值啊之类的。给分还是很不错的。
总的来说,这门课学好,很需要量子物理学的好,和量化关系其实并没有那么大,重在方法,没有那么重视计算的数值。
本门课程介绍了计算化学的各大主流方法,包括HF方法,post- HF方法(CI,MPn,CC),DFT,对使用计算化学软件很有帮助,而且课程最后老师会教一些Guassian的使用方法(但由于时间限制很有限,只能算入门,如果真的想学还是看自学或者依靠别的课程)
作业也比较简单,基本都是一些推导和一些非常简单的计算。 考试方面,闭卷考试,考前老师会发重点,基本上照重点看老师课件复习就行了。
依据周围同学情况给分应该可以。
最后是一个作业可能要用的知识点。老师课件基本都很清楚,但关于弥散函数和极化函数有些细节没写,导致作业有道题很难做 ,极化函数是添加一组,对于p函数没有歧义,都是3个p型高斯函数,对于d函数可以分为笛卡尔型(6个d型高斯)和球谐型(5个d型高斯函数),对于f轨道则是笛卡尔型10个 和球谐型7个f型,不同程序不同基组采用不同的形式,其中对于Gaussian程序的6-31G基组采用笛卡尔型。而弥散函数则是对氢和氦添加一个s型,其余原子添加1个s型和3个p型。