|
|
Main menu for Browse IS/STAG
Course info
KFY / MPPL
:
Course description
Department/Unit / Abbreviation
|
KFY
/
MPPL
|
Academic Year
|
2024/2025
|
Academic Year
|
2024/2025
|
Title
|
Modelling of Plasma and of Solid State
|
Form of course completion
|
Exam
|
Form of course completion
|
Exam
|
Accredited / Credits
|
Yes,
4
Cred.
|
Type of completion
|
Combined
|
Type of completion
|
Combined
|
Time requirements
|
Lecture
2
[Hours/Week]
Tutorial
1
[Hours/Week]
|
Course credit prior to examination
|
Yes
|
Course credit prior to examination
|
Yes
|
Automatic acceptance of credit before examination
|
No
|
Included in study average
|
YES
|
Language of instruction
|
Czech, English
|
Occ/max
|
|
|
|
Automatic acceptance of credit before examination
|
No
|
Summer semester
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Included in study average
|
YES
|
Winter semester
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Repeated registration
|
NO
|
Repeated registration
|
NO
|
Timetable
|
Yes
|
Semester taught
|
Summer semester
|
Semester taught
|
Summer semester
|
Minimum (B + C) students
|
10
|
Optional course |
Yes
|
Optional course
|
Yes
|
Language of instruction
|
Czech, English
|
Internship duration
|
0
|
No. of hours of on-premise lessons |
|
Evaluation scale |
1|2|3|4 |
Periodicity |
každý rok
|
Evaluation scale for credit before examination |
S|N |
Periodicita upřesnění |
|
Fundamental theoretical course |
Yes
|
Fundamental course |
No
|
Fundamental theoretical course |
Yes
|
Evaluation scale |
1|2|3|4 |
Evaluation scale for credit before examination |
S|N |
Substituted course
|
None
|
Preclusive courses
|
N/A
|
Prerequisite courses
|
N/A
|
Informally recommended courses
|
N/A
|
Courses depending on this Course
|
KFY/MFM
|
Histogram of students' grades over the years:
Graphic PNG
,
XLS
|
Course objectives:
|
(i) To explain principles of atomic scale modelling of solid materials, both classical and ab-initio. To introduce the theoretical basis of individual methods (description of interatomic interactions, representation of the wavefunction, representation of atom cores), including the resulting limitations. To discuss practical aspects of using these methods and individual simulation algorithms (depending on the quantity or process of interest). (ii) To introduce basic principles and methods of computer simulation of plasmas. To introduce the theory behind fluid- and particle-based approaches to plasma modelling and the resulting limits for their application. (iii) To introduce selected software tools in which the presented simulation techniques are implemented. To allow the students be able to apply the knowledge obtained to the solution of practical problems.
|
Requirements on student
|
Credit: report about a small independent project either from the field of modelling of solid materials, or from the field of plasma modelling.
Examination: knowledge of the theory from the lectures and problems/algorithms from the tutorials.
|
Content
|
(i) Classical molecular dynamics, overview of empirical potentials. Ab-initio calculations: selected facts from solid state physics, older methods than the density functional theory (DFT). Physical description of DFT. Practical aspects of using DFT. Modelling of the thin film growth. Modelling of crystals - thermodynamics of solid solutions, mechanical properties. Modelling of amorphous materials - liquid quench algorithm, Wannier functions, bonding statistics. Calculations of electronic structures and related quantities. (ii) Basic equations of plasma physics and their numerical solution: Global model of plasmas -interaction of plasma particles, collision cross sections, boundary conditions; Fluid models - drift-diffusion approximation, collisional frequencies, electrostatic field; Particle-based simulations - Monte Carlo method, Particle-In-Cell Monte Carlo method.
|
Activities
|
|
Fields of study
|
Studentům jsou k dispozici rozsáhlé studijní materiáy dostupné na adresách http://home.zcu.cz/~jhouska/MPPL.pdf (pevnolátková část) a http://home.zcu.cz/~kozakt/MPPL/prednasky/mp_plazma.pdf (plazmatická část). Dále je studentům v průběhu předmětu umožněn přístup na superpočítač a k tam uloženým souborům (materiály ke cvičením).
|
Guarantors and lecturers
|
|
Literature
|
|
Time requirements
|
All forms of study
|
Activities
|
Time requirements for activity [h]
|
Contact hours
|
26
|
Practical training (number of hours)
|
13
|
Preparation for an examination (30-60)
|
30
|
Individual project (40)
|
40
|
Total
|
109
|
|
Prerequisites
|
Knowledge - students are expected to possess the following knowledge before the course commences to finish it successfully: |
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.) |
Skills - students are expected to possess the following skills before the course commences to finish it successfully: |
zacházet se středně složitými matematickými výrazy a rovnicemi |
ovládat základy programování (v libovolném jazyce) |
vstřebávat informace (citace, ilustrace, manuály) i z anglickojazyčných zdrojů |
Competences - students are expected to possess the following competences before the course commences to finish it successfully: |
N/A |
N/A |
N/A |
|
Learning outcomes
|
Knowledge - knowledge resulting from the course: |
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 |
Skills - skills resulting from the course: |
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 |
Competences - competences resulting from the course: |
N/A |
N/A |
N/A |
|
Assessment methods
|
Knowledge - knowledge achieved by taking this course are verified by the following means: |
Combined exam |
Skills - skills achieved by taking this course are verified by the following means: |
Individual presentation at a seminar |
Competences - competence achieved by taking this course are verified by the following means: |
Combined exam |
Individual presentation at a seminar |
Skills demonstration during practicum |
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". |
|
Teaching methods
|
Knowledge - the following training methods are used to achieve the required knowledge: |
Lecture |
Individual study |
Skills - the following training methods are used to achieve the required skills: |
Practicum |
Individual study |
Competences - the following training methods are used to achieve the required competences: |
Lecture |
Practicum |
Individual study |
|
|
|
|