Ћир    Lat    Eng
 

Primena računara u fizičkoj hemiji

 

Sadržaj stranice

1. Osnovne informacije o predmetu
2. Obaveštenja
3. Cilj predmeta
4. Ishod predmeta
5. Sadržaj predmeta
6. Literatura
7. Ispit
8. Ispitna pitanja
9. Ocenjivanje
10. Predavanja
11. Baza programa (MATLAB, Mathematica, Python, C, C++, Octave)
12. Često postavljana pitanja

1. Osnovne informacije o predmetu

Nastavnik:

Prof. Miloš Mojović

Asistent:

dr Aleksandra Pavićević

Broj ESPB: 6

Status predmeta: Obavezni

Uslov: Položeni ispiti iz prve godine studija

2. Obaveštenja

Svi studenti su dobrodošli da u bilo kom prepodnevnom terminu dođu na konsultacije u vezi sa realizacijom aktivnosti na ovom predmetu.

3. Cilj predmeta

Teorijsko i praktično upoznavanje sa procesom primene računara za rešavanje fizičkohemijskih problema, simulacijama i modeliranjem fizičkohemijskih sistema. Osnove računarskog hardvera i rad u Linuks okruženju. Kurs osnovnog i naprednog programiranja u MATLAB okruženju.

4. Ishod predmeta

Student zna da prepozna i definiše način za rešavanje fizičkohemijskih problema putem računara. Student je sposoban da osmisli, konstruiše, napravi i izvrši računarski program za simulacije različitih tipova fizičkohemijskih procesa. Student je sposoban da efikasno koristi računarske baze podataka kao i različite softverske pakete namenjene za rešavanje fizičkohemijskih problema. Student je sposoban da poveže računar sa mernim uređajem i sam napravi željeni akvizicioni softver za automatizaciju merenja.

5. Sadržaj predmeta

Upoznavanje sa hardverskim i softverskim komponentama savremenih računarskih sistema. Pronalaženje i efikasno korišćenje naučnih baza podataka i servisa. Računarska mreža i mrežni parametri. Uvod u računarske simulacije: model, prototip, validacija modela. Osnovni tipovi simulacija i njihova primena za rešavanje fizičkohemijskih problema. Prepoznavanje fizičkohemijskog problema i njegovo predstavljanje u matematičkom kontekstu. Rešavanje fizičkohemijskih i matematičkih problema upotrebom savremenih softverskih paketa. Osnovni i napredni kurs programiranja u programskom paketu MATLAB. Obuka za rad u Linux okruženju. Klasično i vizuelno programiranje. Grafička prezentacija podataka, naučna vizualizacija i molekulska grafika. AD i DA pretvarači, povezivanje računara i mernog instrumenta, kreiranje akvizicionog softvera. Akvizicija podataka i automatizacija merenja.

6. Literatura

  1. Računarstvo i informatika za studente fizičke hemije sa primerima iz biofizičke hemije, Fakultet za fizičku hemiju, 2020. (Miloš Mojović)
  2. An Introduction to Computer Simulation (M.M.Woolfson and G.J. Pert)
  3. Applied Statistics Using SPSS, STATISTICA, MATLAB and R (J.P.Marques de Sa)
  4. A gude to MATLAB for Beginners and Experienced Users (B.B.Hunt, R.L.Lipsman, J.M.Rosenberg)
  5. Introduction to Chemical Engineering Computing (Bruce A. Finlayson)
  6. Introduction to Computational Science-Modeling and Simulation for the Sciences (A.B. Shiflet)

7. Ispit

Ispit iz ovog predmeta polaže se usmeno. Na ispitu student dobija dva ispitna pitanja od kojih je prvo zadatak (programiranje u programskoj platformi MATLAB), a drugo teorijsko. Student može prvo pitanje zameniti programom koji je napisan kod kuće, pri čemu temu programa i napisan programski kod predmetni nastavnik mora odobriti najmanje nedelju dana pre datuma polaganja ispita.

8. Ispitna pitanja

9. Ocenjivanje

Predavanja: 10 poena
Vežbe: 10 poena
Seminarski rad: 20 poena
Ispit: 60 poena

10. Predavanja

  • Sav materijal koji je potreban za spremanje ispita nalazi se u knjizi “Računarstvo i informatika za studente fizičke hemije sa primerima iz biofizičke hemije”, (autor: Miloš Mojović).
  • YouTube linkovi na kojima možete odslušati kurs programiranja u programskom paketu MATLAB za studente fizičke hemije: P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21, P22, P23, P24

11. Baza programa (MATLAB, Mathematica, Python, C, C++, Octave)

Napomena: Sve programe slobodno možete preuzeti i koristiti. U okviru svakog fajla nalazi se uputstvo za korišćenje programa. Lozinke za otvaranje arhiva možete dobiti slanjem zahteva na e-poštu: milos@ffh.bg.ac.rs. Molimo vas da, ukoliko upotrebite program za pisanje naučnog rada, u zahvalnici pomenete ime autora programa.

Baza programa
  1. 2D Izingov model —detaljnije—
  2. 2D simulacija Braunovog kretanja —detaljnije—
  3. 3D model sfernih harmonika —detaljnije—
  4. Aktivaciona analiza —detaljnije—
  5. Aktivaciona analiza (GUI verzija programa) —detaljnije—
  6. Arenijusova jednačina
  7. Atomska apsorpciona spektrometrija – sređivanje vežbe
  8. Bakarni kulometar – sređivanje vežbe —detaljnije—
  9. Balistički problem
  10. Batler-Folmerova jednačina
  11. Batler-Folmerova jednačina (druga verzija programa)
  12. Bazna hidroliza etil(metil) acetata
  13. Biblioteka podataka o izotopima elemenata (Python GUI) —detaljnije—
  14. BMI kalkulator
  15. Bombardovanje polimera protonima i alfa česticama
  16. Borov model atoma
  17. Broj sudara molekula i srednji slobodni put
  18. Virijalni koeficijenti
  19. Gasni zakoni (App Designer verzija programa) —detaljnije—
  20. Genetski zavisni radionukleidi —detaljnije—
  21. Gibsova adsorpciona izoterma
  22. Grafički prikaz kinetike reakcija
  23. Grafički prikaz Lenard-Džonsovog potencijala
  24. Dekodiranje DNK
  25. Dijagrami raspodele —detaljnije—
  26. Difrakcija i interferencija svetlosti na dva bliska otvora
  27. Difrakcija monohromatskog zračenja
  28. Difrakcija talasa
  29. Difuzija na mikroskopskim površinama
  30. Disocijacija kiselina
  31. DNK profil osumnjičenih —detaljnije—
  32. Doplerov efekat
  33. Elektrodni potencijal
  34. Žiromagnetni odnos jezgara
  35. Zakon radioaktivnog raspada
  36. Zakon radioaktivnog raspada (druga verzija programa)
  37. Zakoni gasnog stanja
  38. Zemanov efekat
  39. I/E kriva za spor prenos mase
  40. I/E kriva za spor prenos naelektrisanja
  41. Izotopi
  42. Izračunavanje EMS galvanskog elementa  —detaljnije—
  43. Izračunavanje fugasnosti Simpsonovom metodom
  44. Izračunavanje konstante difrakcione rešetke —detaljnije—
  45. Izračunavanje molarne mase
  46. Izračunavanje molarne mase (druga verzija programa)
  47. Izračunavanje određenog integrala Monte-Karlo metodom
  48. Izračunavanje površine i obima mnogougla
  49. Izračunavanje standardne EMS galvanskog elementa
  50. Inhibicija enzima peroksidaze izolovane iz korena rena —detaljnije—
  51. Impedansa rednog RLC kola
  52. Impedansa rednog RLC kola (druga verzija programa)
  53. Impedansni dijagram
  54. Interferencija talasa
  55. Inverzija saharoze
  56. Inverzni kinematički problem —detaljnije—
  57. Ispravljač naizmeničnog u jednosmerni napon
  58. Iscrtavanje helične strukture DNK
  59. Kalendar ispitnih rokova
  60. Kvantne statistike
  61. Kinetika izdvajanja vodonika
  62. Kinetika jednostavnih hemijskih reakcija
  63. Kinetika razlaganja azot-pentoksida —detaljnije—
  64. Kirhofova pravila
  65. Koeficijenti aktivnosti
  66. Kolirimetrija —detaljnije—
  67. Kompetitivne reakcije prvog reda
  68. Kompetitivne rekcije prvog reda (GUI verzija) —detaljnije—
  69. Komptonov efekat
  70. Komptonov efekat (druga verzija programa)
  71. Komptonovo rasejanje
  72. Konvertor dužine (C) —detaljnije—
  73. Konvertor fizičkohemijskih veličina —detaljnije—
  74. Konsekutivne reakcije prvog reda
  75. Kosi hitac
  76. Kosinusna teorema
  77. Kretanje naelektrisane čestice u homogenom električnom polju
  78. Kretanje čestice u magnetnom polju —detaljnije—
  79. Kretanje naelektrisane čestice —detaljnije—
  80. Kulometrijska titracija —detaljnije—
  81. Kulometrijska titracija (C) —detaljnije—
  82. Lagranžov interpolacioni polinom
  83. Lamber-Berov zakon
  84. Langmirove izoterme za različite tipove reakcija na površini
  85. Linearne harmonijske oscilacije
  86. Maksvelova raspodela
  87. Malahnito zeleno – sređivanje vežbe —detaljnije—
  88. Mehanički koeficijenti fluida
  89. Merenje magnetne susceptibilnosti
  90. Merni mostovi
  91. Mihaeles-Mentenova kinetika
  92. Milikenov ogled
  93. Milikenov ogled – sređivanje vežbe (GUI) —detaljnije—
  94. Modeli strukture dvojnog električnog sloja
  95. Molekulski spektri gasova i para
  96. Molske frakcije
  97. Nerst-Ajnštajnova jednačina
  98. Nerstova jednačina (GUI) —detaljnije—
  99. Nuklearno-medicinski kalkulator
  100. Odvajanje radioaktivnog MnO2 iz KMnO4 ozračenog neutronima ––detaljnije—
  101. Odr. radioakt. 56MnO2 iz KMnO4 ozračenog neutronima (GUI) —detaljnije—
  102. Određivanje bruto formule sa NMR spektra —detaljnije—
  103. Određivanje virijalnih koeficijenata
  104. Određivanje vremena poluraspada – sređivanje vežbe
  105. Odr. vremena polurasp. graf. met. i met. aps. aktivnosti (GUI) —detaljnije—
  106. Određivanje geološke i arheološke starosti
  107. Određivanje g-vrednosti EPR signala DPPH radikala
  108. Određivanje ekvivalentne otpornosti i kapacitivnosti
  109. Određivanje EMS
  110. Određivanje EMS galvanskog elementa – (GUI) —detaljnije—
  111. Određivanje energije aktivacije bimolekulskog sudarnog procesa
  112. Određivanje energije interakcije u zavisnosti od magn. polja —detaljnije—
  113. Određivanje energije vezivanja-model kapi
  114. Određivanje energije veze – model kapi (GUI) —detaljnije—
  115. Određivanje fugasnosti gasa
  116. Određivanje molarna mase
  117. Određivanje prenosnih brojeva metodom pokretne granice
  118. Određivanje proizvoda rastvorljivosti teško rastvorne soli
  119. Određivanje sred. jon. koef. aktivnosti i sred. aktivnosti elektrolita
  120. Određivanje konstante brzine integralnom metodom —detaljnije—
  121. Određivanje termodinamičkih funkcija galvanske ćelije
  122. Određivanje transp. brojeva jakih elektrolita met. pokr. granice —detaljnije—
  123. Omov i Kulonov zakon
  124. Omov i Kulonov zakon (GUI verzija programa)
  125. Optička pirometrija
  126. Optička pirometrija (druga verzija programa) —detaljnije—
  127. Orbitale vodonika
  128. Osvaldov zakon razblaženja —detaljnije—
  129. Osobine izotopa elemenata
  130. Paralerne reakcije
  131. Paralelne reakcije pvog reda —detaljnije—
  132. Parealelne reakcije prvog reda (Python) —detaljnije—
  133. Particione funkcije
  134. Plamena fotometrija
  135. Plankov zakon zračenja
  136. Povišenje tačke ključ. i sniženje tačke mrž. —detaljnije—
  137. Polarimetrija – Faradejev efekat
  138. Ponašanje čestica u realnom gasu
  139. Potencijalne krive oscilatora
  140. Potenciometrijska titracija
  141. Potrošnja električne energije
  142. Predviđanje broja signala u EPR spektru izotopa 14N i 15N
  143. Predviđanje broja spinskih stanja
  144. Prelazni režimi u RC kolima
  145. Prikaz talasne funkcije i gustine verovatnoće
  146. Primena Osvaldovog zakona razblaženja
  147. Prolazak čestice kroz 1D potencijalnu barijeru
  148. Provera pH vrednosti
  149. Razlaganje malahnito zelenog u baznoj sredini —detaljnije—
  150. Razlaganje fenolftaleina u alkalnoj sredini —detaljnije—
  151. Računanje brzine hemijske reakcije
  152. Računanje indeksa telesne mase
  153. Računanje particione funkcije —detaljnije—
  154. Računanje povišenja tačke ključanja i sniženja tačke mržnjenja
  155. Radefordov ogled
  156. Randles -Ševčikova jednačina —detaljnije—
  157. Raspodela rotacionih nivoa i intenzitet rotacionih linija
  158. Reakcije na površinama
  159. Reakcije na površinama (druga verzija programa)
  160. Realno gasno stanje
  161. Realno gasno stanje (druga verzija programa)
  162. Relativna zaposednutost vibracionih nivoa dvoatomskih molekula
  163. Relativističke jednačine —detaljnije—
  164. Rešavanje diferencijalnih jednačina i integrala
  165. Sabirna sočiva
  166. Saha jednačina
  167. Semafor (Python) —detaljnije—
  168. SEMO teorija
  169. Simpsonova metoda računanja integrala
  170. Simulacija dinamike naelektrisanih čestica
  171. Simulacija NMR spektra
  172. Simulacija Lenard-Džonsovog potencijala
  173. Simulacije kinetike reakcija
  174. Složene hemijske reakcije
  175. Složene hemijske reakcije (GUI verzija programa) —detaljnije—
  176. Složeni raspad
  177. Statistička suma
  178. Statistička suma (druga verzija programa)
  179. Stefan-Bolcmanov zakon
  180. Svetlosne pojave-konkavna ogledala
  181. Svojstvena stanja lin. harmonijskog oscilatora —detaljnije—
  182. Tačka ključanja idealnih tečnosti
  183. Tafelov dijagram
  184. Tafelova analiza
  185. Talasni paket
  186. Temperatura prema kinetičkoj teoriji —detaljnije—
  187. Test iz fizike (Python) —detaljnije—
  188. Test iz hemije (Python) —detaljnije—
  189. Transformacija koordinata —detaljnije—
  190. Transportni broj —detaljnije—
  191. Transp. broj vodoničnog jona – (GUI) —detaljnije—
  192. Uglovi sprezanja orbitalnog i spinskog ugaonog momenta elektrona
  193. Utvrđivanje mehanizma inhibicije enzimske reakcije
  194. Uticaj supstituenta, rastvarača i konjugacije na prelaze
  195. Uticaj temp. na konst. ravn. – reakcija dimer. azot dioksida —detaljnije—
  196. Fermi-Dirakova statistika
  197. Fina struktura energijskih nivoa vodonika i vodonikovih jona
  198. Fotoelektrični efekat
  199. Fotoelektrični efekat (GUI verzija programa) —detaljnije—
  200. Fotoelektrični efekat – crvena granica
  201. Frojndlihova adsorpciona izoterma
  202. Harmonijski oscilator
  203. Hemotaksije
  204. Horizontalni hitac
  205. Cirkularna polarizacija
  206. Džul-Tomsonov efekat —detaljnije—

12. Često postavljana pitanja

Pitanje: Da li moram da dolazim na predavanja?
Odgovor: Procenat dolaznosti na predavanja preračunava se u poene koje skupljate tokom pohađanja ovog predmeta. Ukoliko češće dolazite na predavanja, imaćete i više poena na kraju, što utiče na konačnu ocenu.

Pitanje: Na koliko minimalno predavanja moram da dolazim (u %) da bih mogao(la) da izađem na ispit?
Odgovor: 50%. Ukoliko nemate minimalno 50% dolaznosti na predavanjima, moraćete ponovo da slušate ovaj predmet.

Pitanje: Da li isto važi i za eksperimentalne vežbe?
Odgovor: Ne. Morate da pohađate sve eksperimentalne vežbe da bi mogli da izađete na ispit. Svaka vežba mora biti overena od strane asistenta pre nego što izađete na ispit. Ukoliko propustite neke vežbe, u dogovoru sa asistentom, biće organizovani dodatni termini za njihovu izradu (za maksimalno 2 vežbe). Međutim, važno je da ne propuštate puno vežbi s obzirom da se na njima postepeno obrađuju sve teži problemi koji prate predavanja.

Pitanje: Želim da napišem program kao seminarski rad, ali mi se čini da su sve teme zauzete. Šta da radim?
Odgovor: Sigurno ima neka tema iz oblasti fizičke hemije koja nije obrađena, mogućnosti su praktično neograničene. Ali, ukoliko nemate ideju za nešto novo, uvek možete unaprediti postojeći MATLAB program (na primer, pravljenjem GUI umesto CLI verzije programa, prebacivanjem Guide u App Designer okruženje, dopunom postojećeg koda novim elementima ili pisanjem programa u nekom drugom programskom jeziku nakon dogovora sa predmetnim nastavnikom).

Pitanje: Smatram da je tema za pisanje programa zanimljiva i da se može iskoristiti za seminarski rad. Da li mogu odmah napisati program i poslati je kao zamenu za zadatak na ispitu?
Odgovor: Ne. Ukoliko mislite da je neka tema zanimljiva, morate najpre predmetnom nastavniku na e-poštu poslati poruku u kojoj ćete ukratko objasniti kakav program ste mislili da napišete (temu programa i u kom programskom jeziku će biti napisan). Tek ukoliko nastavnik odobri temu, možete napisati program i zajedno sa uputstvom (koje sadrži teorijski deo, uputstvo za korišćenje programa i sliku ekrana kako izgleda izvršenje programa) ga poslati na: milos@ffh.bg.as.rs.

 
 
 
MENI