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Modulhandbuch

Modul BP4110-KP08

Theoretische Biophysik (ThBP)

Dauer:


2 Semester
Angebotsturnus:


Jedes Wintersemester beginnend
Leistungspunkte:


8
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Master Biophysik 2019 (Pflicht), Biophysik, 1. und 2. Fachsemester
  • Master Biophysik 2023 (Pflicht), Biophysik, 1. oder 2. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • LS5710-Ü: Moleküldynamik (Übung, 1 SWS)
  • LS5710-V: Moleküldynamik (Vorlesung, 2 SWS)
  • BP4110-V: Theoretische Biophysik (Vorlesung, 2 SWS)
  • BP4110-Ü: Theoretische Biophysik (Übung, 1 SWS)
Workload:
  • 150 Stunden Selbststudium
  • 90 Stunden Präsenzstudium
Lehrinhalte:
  • Grundbegriffe der Quantenmechanik
  • Intra- und intermolekulare Wechselwirkungen
  • Beschreibung von Molekülen durch klassische Modelle
  • Simulation der Dynamik von Molekülen mit Hilfe der Newtonschen Mechanik
  • Beschreibung der molekularen Dynamik mit Hilfe der Thermodynamik
  • Die Energiehyperfläche: Koordinatendarstellung, Grundzustand, Übergangszustände (Sattelpunkte), Molekülschwingungen, Minimierungsverfahren, Moleküldynamik
  • Grundbegriffe der Quantenmechanik: Wellenfunktionen und Operatoren, Schrödinger-Gleichung, Harmonischer Oszillator, Wasserstoffatom, Wasserstoffmolekül
  • Kraftfelder: Streckung, Biegung, Torsion, van der Waals-Kräfte, Typen von Kraftfeldern
  • Verfahren zur Berechnung der Elektronischen Struktur: Born-Oppenheimer-Näherung, Separation der Vielteilchen-Wellenfunktion in Einteilchenfunktionen (Orbitale), Basissätze, Hartree-Fock-Verfahren, Dichtefunktionaltheorie
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Sie können erklären, wie sich aus den grundlegenden Annahmen der Quantenmechanik die Existenz von Atomen und Molekülen erklären lässt.
  • Sie können erläutern, innerhalb welcher Grenzen sich die Wechselwirkungen zwischen Atomen durch klassische Modelle beschreiben lassen.
  • Sie können einen Algorithmus skizzieren, mit dem sich die Dynamik von Molekülen simulieren lässt.
  • Sie können aufzählen, welche thermodynamischen Konzepte sich zur Beschreibung der molekularen Dynamik eignen.
  • Sie können gängige Simulationsprogramme für große Biomoleküle nach Kategorien einordnen und ihre Grundlagen erkennen.
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Mündliche Prüfung
Setzt voraus:
Modulverantwortlicher:
  • PD Dr. rer. nat. Hauke Paulsen
Lehrende:
  • PD Dr. rer. nat. Hauke Paulsen
  • Prof. Dr. rer. nat. Christian Hübner
Literatur:
Sprache:
  • Sowohl Deutsch- wie Englischkenntnisse nötig
Bemerkungen:

Ist gleich ME4260-KP04 und LS5710-KP04

Prüfungsvorleistungen können zu Beginn des Semesters festgelegt werden. Sind Vorleistungen definiert, müssen diese vor der Erstprüfung erbracht und positiv bewertet worden sein.

Letzte Änderung:
2.11.2020