KE529: Matematiske metoder i kemi og nanovidenskab

Det Naturvidenskabelige Studienævn

Undervisningssprog: På dansk eller engelsk afhængigt af underviser
EKA: N530029102, N530029112
Censur: Intern prøve, to eller flere bedømmere, Intern prøve, en bedømmer
Bedømmelse: 7-trinsskala, Bestået/Ikke bestået
Udbudssteder: Odense
Udbudsterminer: Forår
Niveau: Bachelor

STADS ID (UVA): N530029101
ECTS-point: 5

Godkendelsesdato: 24-10-2018


Varighed: 1 semester

Version: Godkendt - aktiv

Kommentar

Kurset kan ikke tages af studerende på anvendt matematik og matematik.

10013301(tidligere UVA) er identisk med denne kursusbeskrivelse. 

Indgangskrav

Kurset kan ikke tages af studerende på anvendt matematik og matematik.

Faglige forudsætninger

Studerende, der følger kurset, forventes at:

  • Have kendskab til kemi og matematik svarende til 1. års niveau
  • Kunne anvende kemi og matematik svarende til 1. års niveau

Formål

Formålet med kurset er at indføre matematisk notation og matematiske
metoder til brug for analyse af kemiske problemstillinger. Der vil blive
lagt vægt på praktiske / regnemæssige aspekter af de i kurset
behandlede matematiske metoder. Kurset giver også en introduktion til
brugen af Maple for analyse af mere matematisk komplicerede kemiske
problemstillinger.

Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i
1. års kurserne i kemi og matematik, og giver et fagligt grundlag for
at studere mange emner som eksempelvis kvantekemi, spektroskopi og
fysisk kemi der er placeret senere i uddannelsen.

I forhold til
uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at gøre den
studerende i stand til at kunne analysere problemstillinger indenfor
kemi med en matematisk indgangsvinkel samt at udføre beregninger på
typiske matematisk-kemiske problemstillinger.

Målbeskrivelse

For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

  1. Beskrive
    typiske matematiske problemstillinger indenfor kemi ved hjælp af
    matematik samt udvise overblik over grundlæggende begreber indenfor de
    matematiske metoder der anvendes i kemi.
  2. Opskrive og reformulere typiske matematiske modeller i kemi til beskrivelse og analyse af kemiske problemstillinger.
  3. Vælge beregningsmetode og udføre grundlæggende praktiske beregninger på matematisk-kemiske problemstillinger.

Indhold

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:

  1. Analyse af
    kemisk relevante matematiske funktio-ner af en eller flere variable samt
    deres partielle af-ledede og total differentialer.
  2. Integration af kemisk relevante funktioner med an-vendelser indenfor især termodynamik og kvante-kemi.
  3. Serier og rækkeudviklinger med speciel fokus på brug af Taylorrækkeudviklinger indenfor kemi.
  4. Introduktion til komplekse funktioner.
  5. Differentialligninger
    med anvendelse indenfor ke-miske problemstillinger som for eksempel
    kemisk reaktionskinetik, den harmoniske oscillator og par-tiklen i en
    kasse.
  6. Linear algebra (vektorer, matricer, løsning af linea-re
    ligningssystemer, determinanter, eigenværdier samt eigenvektorer) og
    dennes anvendelse indenfor kemi og herunder specielt kvantekemi,
    spektro-skopi og symmetri.

    Litteratur

    Erich Steiner: The Chemistry Maths Book, Oxford University Press, 2. Udgave.
    Se BlackBoard for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.

    Eksamensbestemmelser

    Eksamenselement a)

    Tidsmæssig placering

    Juni

    Forudsætninger

    Type Forudsætningsnavn Forudsætningsfag
    Forudsætning ikke fundet

    Udprøvninger

    Mundtlig eksamen

    EKA

    N530029102

    Censur

    Intern prøve, to eller flere bedømmere

    Bedømmelse

    7-trinsskala

    Identifikation

    Studiekort

    Sprog

    Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

    Hjælpemidler

    Oplyses på kurset

    ECTS-point

    5

    Uddybende information

    Den mundtlige eksamen består i fremlæggelse af et af emnerne fra emneoversigten samt fremlæggelse af et miniprojekt.
    Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

    Forudsætningsprøve a)

    Tidsmæssig placering

    Forår

    Udprøvninger

    Afleveringsopgaver (3 sæt)

    EKA

    N530029112

    Censur

    Intern prøve, en bedømmer

    Bedømmelse

    Bestået/Ikke bestået

    Identifikation

    Fulde navn og SDU brugernavn

    Sprog

    Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

    Hjælpemidler

    Oplyses på kurset

    ECTS-point

    0

    Uddybende information

    Forudsætningsprøven er en forudsætning for deltagelse i eksamenselement a)

    Vejledende antal undervisningstimer

    56 timer per semester

    Undervisningsform

    Undervisningsaktiviteter udmønter sig i en anslået vejledende fordeling af arbejdsindsatsen hos en gennemsnitsstuderende på følgende måde:
    • Introfase (forelæsning, holdtimer) - Antal timer: 12
    • Træningsfase: Antal timer: 44, heraf 28 timer eksaminatorie og 16 timer laboratorie

    Introfasen vil bestå af 2 elementer: 1) En video (ca.
    15 min. varighed) som giver en introduktion til emnet der skal arbejdes
    med. Det antages at de studerende har set denne video før introtimen. 2)
    I selve introtimen vil der være mulighed for at stille spørgsmål til
    videoen. Der skal ellers arbej-des med uddybende spørgsmål/opgaver som
    understøtter materialet gennemgået i videoen.

    Træningsfasen
    vil også være delt i to elementer: 1) Træning i opgaveregning som skal
    gøre det muligt for den studerende at vælge beregningsme-tode og udføre
    grundlæggende praktiske beregninger. 2) Give en introduktion til Maple
    som hjælpeværktøj når beregninger på matematisk-kemiske
    problemstillinger udføres.

    Aktiviteter i studiefasen:

    • Læsning af lærerbogens materiale
    • Opgaveløsning
    • Miniprojekt
    • Videogennemgang af lærebogens mate-riale

    Ansvarlig underviser

    Navn E-mail Institut
    Jacob Kongsted kongsted@sdu.dk

    Yderligere undervisere

    Navn E-mail Institut By
    Kristian Debrabant debrabant@imada.sdu.dk

    Skemaoplysninger

    Administrationsenhed

    Fysik, kemi og Farmaci

    Team hos Registrering & Legalitet

    NAT

    Anbefalede studieforløb

    Profil Program Semester Periode
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2016 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2016 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2016 Bachelor i kemi | Odense 2 E18, F19
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2017 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2017 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2017 og 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E18, F19
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2019 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2019 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag - optag 1. september 2016 og 2017 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag - optag 1. september 2016 og 2017 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag - optag 1. september 2019 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag - optag 1. september 2019 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag inden for naturvidenskab - optag 1. september 2016, 2017 og 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E18, F19
    Ikke længere gældende per 31. august 2019: BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    Ikke længere gældende per 31. august 2019: BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    Ikke længere gældende per 31. august 2019: BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag inden for naturvidenskab - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E20
    Ikke længere gældende per 31. august 2019: BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag inden for naturvidenskab - optag 1. september 2018 Bachelor i kemi | Odense 2 E19
    BA Centralt fag kemi et-faglig - optag 1. september 2020 Bachelor i kemi | Odense 3 E20
    BA Centralt fag kemi to-faglig med sidefag - optag 1. september 2020 Bachelor i kemi | Odense 3 E20