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FOTOCHIMICA: TEORIA E METODI DI SIMULAZIONE
GIOVANNI GRANUCCI
Academic year2022/23
CourseCHEMISTRY
Code381CC
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
FOTOCHIMICA: TEORIA E METODI DI SIMULAZIONECHIM/01LEZIONI48
GIOVANNI GRANUCCI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze teoriche di base sui processi di eccitazione e decadimento di stati elettronici molecolari e sulle tecniche impiegate per la loro simulazione computazionale.

Knowledge

After attending the course the student will have acquired basic theoric knowledge about excitation and decay processes of molecular electronic states, and about the methods in use for their computational simulation.

Modalità di verifica delle conoscenze

L’accertamento delle conoscenze acquisite avverrà tramite l’esame finale.

Assessment criteria of knowledge

The acquired knowledge will be assessed by the final exam.

Capacità

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:

  • approfondire autonomamente gli argomenti del corso;
  • utilizzare le conoscenze acquisite per la comprensione di argomentazioni teoriche concernenti problemi di fotochimica;
  • applicare i metodi e i modelli studiati a problemi concreti.
Skills

After attending the course the student will be able to

  • carry on independently further studies on the topics of the course;
  • make use of the acquired knowledge to understand theorical arguments about photochemistry;
  • apply the methods and models studied to specific problems.
Modalità di verifica delle capacità

L’accertamento delle capacità acquisite avverrà tramite l’esame finale.

Assessment criteria of skills

The acquired abilities will be assessed by the final exam.

Comportamenti

Lo studente si avvicinerà con maggior confidenza a spiegazioni o problemi che richiedono una conoscenza di base dei principi teorici della fotochimica.

Behaviors

The student will approach with increased confidence arguments and problems that require a basic knowledge of the theorical principles of photochemistry.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante l’esame finale.

Assessment criteria of behaviors

In the course of the final exam.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenze di base di meccanica quantistica e algebra lineare.

Prerequisites

Basic background in quantum mechanics and linear algebra.

Indicazioni metodologiche

L’insegnamento consiste di lezioni alla lavagna. Sono fornite note delle lezioni.

Teaching methods

The teaching consists of blackboard lectures. The teacher lecture notes are made available to the students.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

L'hamiltoniano molecolare: separazione dei moti. Approssimazione di Born-Oppenheimer, stati adiabatici e diabatici, accoppiamenti nonadiabatici.

Evoluzione temporale: l'equazione di Schroedinger dipendente dal tempo. Moto di pacchetti d’onda. Teoremi di Ehrenfest, del viriale e di Hellmann-Feynman. Teoria perturbativa dipendente dal tempo, regola d'oro di Fermi, interazione con un impulso di radiazione di durata finita. Decadimento di stati eccitati in molecole poliatomiche: modello di Bixon-Jortner.

Incroci evitati: modello di Landau-Zener. Intersezioni coniche: classificazione, esempi, fase di Berry, degenerazione di Kramers, spazio di rimozione della degenerazione, teorema di Jahn-Teller.

Processi di trasferimento di energia e di carica. Modello eccitonico.

Metodi per la simulazione della dimanica molecolare nonadiabatica. Metodi quantistici e misti classici-quantisici.

Syllabus

The molecular Hamiltonian: separation of variables. Born-Oppenheimer approximation, adiabatic and diabatic states, nonadiabatic couplings.

Time evolution: the time dependent Schroedinger equation. Wavepackets time evolution. Ehrenfest, virial and Hellmann-Feynman theorems. Time dependent perturbation theory, Fermi golden rule, interaction with a radiation pulse of finite time width. Excited state decay in polyatomic molecules: the Bixon-Jortner model.

Avoided crossings: the Landau-Zener model. Conical Intersections: classification, examples, Berry's phase, Kramers degeneracy, branching space, Jahn-Teller theorem.

Energy and charge transfer processes. Excitonic model.

Methods for the simulation of nonadiabatic molecular dynamics. Quantum and mixed quantum-classical methods.

 

Bibliografia e materiale didattico

P. W. Atkins, Molecular Quantum Mechanics.

D.J. Tannor, Introduction to Quantum Mechanics: A Time Dependent Perspective.

M. Persico, G. Granucci, Photochemistry: a modern theoretical perspective.

Note delle lezioni del docente (in italiano).

Bibliography

P. W. Atkins, Molecular Quantum Mechanics.

D.J. Tannor, Introduction to Quantum Mechanics: A Time Dependent Perspective.

M. Persico, G. Granucci, Photochemistry: a modern theoretical perspective.

Lecture notes of the teacher (in Italian).

 

Modalità d'esame

L’esame consiste in una prova orale. Tende ad accertare la capacità da parte dello studente di applicare le conoscenze teoriche acquisite allo studio di semplici problemi concreti.

Assessment methods

The exam consists of an oral examination. It aims at assessing the ability of the student to apply the acquired theoric knowledge to the study of simple specific problems.

Updated: 29/07/2022 16:10