UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE
Registro dell'insegnamento
Anno accademico 2011/2012
Prof. PIERO PROCACCI
Settore inquadramento CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Facoltà SC. MATEMAT. FISICHE E NATURALI
Insegnamento CHIMICA FISICA SUPERIORE
Moduli
Settore insegnamento CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Corsi di studio
SCIENZE CHIMICHE
N.B.- Ai sensi dell' art.2 della Legge 1-5-1941. n. 615, i direttori degli istituti e dei laboratori nei
quali si eseguono esperimenti sugli animali dovranno allegare al presente registro delle lezioni
anche il registro contenente i dati relativi agli esperimenti di cui sopra.
Anno accademico: 2011/2012
n.: 1
Tipologia: lezione
Data: 02/03/2012
Totale ore: 2
Argomento: Presentazione del corso. Richiami di matematica. Spazi vettoriali, basi, matrici,
notazione bra e ket, operatori, rappresentazione matriciale.
Firma .........................................................................................
n.: 2
Tipologia: esercitazione
Data: 06/03/2012
Totale ore: 3
Argomento: Cambiamento di basi e trasformazioni unitarie. Problema agli autovalori. Equazione
secolare. Teorema variazionale. Minimizzazioni vincolate.
Firma .........................................................................................
n.: 3
Tipologia: lezione
Data: 09/03/2012
Totale ore: 2
Argomento: L'Hamiltoniano elettronico. L'approssimazione di Born-Oppenheimer.
Disaccoppiamento
tra moto nucleare e moto degli elettroni.
Firma .........................................................................................
n.: 4
Tipologia: lezione
Data: 13/03/2012
Totale ore: 2
Argomento: La funzione di prova di Hartee-Fock: il determinante di Slater e gli spin-orbitali.
Derivazione
dell'energia di Hartree-Fock in termini di operatori Coulombiani e di Scambio.
Firma .........................................................................................
n.: 5
Tipologia: lezione
Data: 20/03/2012
Totale ore: 3
Argomento: Minimizzazione vincolata dell'energia di Hartee-Fock rispetto agli spin orbitali.
Operatore di Fock e equazioni di Hartree-Fock per gli spinorbitali.
Eliminazione dello spin per un sistema a guscio chiuso e derivazione delle
equazioni di Hartee-Fock spin-indipendenti.
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Anno accademico: 2011/2012
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n.: 6
Tipologia: lezione
Data: 23/03/2012
Totale ore: 2
Argomento: Equazioni di Roothan per sistemi closed shell. Derivazione e significato
Firma .........................................................................................
n.: 7
Tipologia: lezione
Data: 27/03/2012
Totale ore: 3
Argomento: Basi gaussiane di Huzinaga-Dunning. Primitive e contrazioni. Procedura UHF per
sistemi a shell aperto.
Firma .........................................................................................
n.: 8
Tipologia: lezione
Data: 30/03/2012
Totale ore: 2
Argomento: La soluzione non ristretta per la molecola di Idrogeno. Il problema
della dissociazione.
Firma .........................................................................................
n.: 9
Tipologia: lezione
Data: 06/04/2012
Totale ore: 2
Argomento: Gli operatori di Spin per sistemi polielettronici. Stati di spin contaminati e costruzione di
funzioni d'onda polielettroniche "spin adapted".
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n.: 10
Tipologia: lezione
Data: 13/04/2012
Totale ore: 3
Argomento: Energia di correlazione elettronica. Interazione di configurazione. Stati eccitati.
Firma .........................................................................................
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Anno accademico: 2011/2012
n.: 11
Tipologia: lezione
Data: 17/04/2012
Totale ore: 2
Argomento: Matrice densita' in MQ. Valore di aspettazione in funzione delle densita'
di ordine 1 e 2. Teorema di Hoenberg-Kohn. Funzionali. Il funzionale energia di
Hartee-Fock.
Firma .........................................................................................
n.: 12
Tipologia: lezione
Data: 20/04/2012
Totale ore: 2
Argomento: Le equazioni di Kohn-Sham. Confronto con Hartree-Fock. Potenziali di correlazione e
Scambio. Local density approximation.
Firma .........................................................................................
n.: 13
Tipologia: lezione
Data: 24/04/2012
Totale ore: 2
Argomento: Spazio delle fasi. Stato microscopico di un sistema macroscopico.
Funzione di distribuzione (densita' di probabilita') nello spazio delle fasi.
Formulazione microscopica del 1 e del secondo principio.
Elementi di meccanica classica: equazioni di Lagrange ed equazioni di Hamilton.
Firma .........................................................................................
n.: 14
Tipologia: lezione
Data: 27/04/2012
Totale ore: 3
Argomento: Ensemble di Gibbs e funzione di distribuzione. Media statistica nell'ensemble di Gibbs.
Proprieta' delle funzioni di distribuzione. Medie temporali ed ipotesi
ergodica. Sistemi fuori dell'equilibrio ed evoluzione della funzione di distribuzione. Teorema di
Liouville.
Firma .........................................................................................
n.: 15
Tipologia: lezione
Data: 04/05/2012
Totale ore: 2
Argomento: Insieme microcanonico. Funzione microcanonica di distribuzione. Funzione di
partizione microcanonica. Calcolo della funzione partizione (conteggio della degenerazione) per un
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Anno accademico: 2011/2012
gas perfetto di particelle. Equazione di Sackur-Tetrode
e derivazione della legge di Boyle.
Firma .........................................................................................
n.: 16
Tipologia: lezione
Data: 08/05/2012
Totale ore: 2
Argomento: Calcolo della densita' degli stati g(E); Derivazione classica.
Insieme canonico. Funzione di partizione canonica ed energia libera di Helmotz. Energia libera per il
gas perfetto ed energia libera di eccesso.
Firma .........................................................................................
n.: 17
Tipologia: lezione
Data: 11/05/2012
Totale ore: 2
Argomento: Fluttuazioni dell'energia nell'insieme canonico. Relazioni tra ensemble.
Insieme isotermo-isobaro ed insieme gran canonico.
Firma .........................................................................................
n.: 18
Tipologia: lezione
Data: 15/05/2012
Totale ore: 2
Argomento: Teorema del viriale. Equipartizioni dell'energia ed equazione di stato.
Firma .........................................................................................
n.: 19
Tipologia: lezione
Data: 18/05/2012
Totale ore: 3
Argomento: Funzioni di distribuzione ridotta. Probabilita' condizionata. Funzione di distribuzione
radiale. Definizione della g(r) per i liquidi. g(r) ed energia.
g(r) ed equazione di stato. g(r) e teorema del lavoro reversibile.Struttura
della g(r) nell'acqua liquida.
Firma .........................................................................................
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Anno accademico: 2011/2012
n.: 20
Tipologia: lezione
Data: 22/05/2012
Totale ore: 2
Argomento: Misura della g(r) mediante scattering di raggi X. Fattore di struttura statico.
Firma .........................................................................................
n.: 21
Tipologia: lezione
Data: 25/05/2012
Totale ore: 2
Argomento: Integrazione numerica delle medie canoniche. Metodi stocastici di calcolo degli
integrali. Catene di Markov e metodo Metropolis-Monte Carlo.
Firma .........................................................................................
n.: 22
Tipologia: lezione
Data: 29/05/2012
Totale ore: 3
Argomento: Metodo Monte Carlo: bilancio dettagliato e ricetta di Metropolis. Applicazione al
calcolo di medie statistiche per il liquidi nell'ensemble canonico. Eliminazione degli effetti di
superficie: condizioni periodiche al contorno. Implementazione di simulazioni Monte Carlo.
Firma .........................................................................................
n.: 23
Tipologia: esercitazione
Data: 01/06/2012
Totale ore: 3
Argomento: Esercitazione al computer: simulazione Monte Carlo dell'acqua liquida con potenziale
TIP3. Calcolo di g(r) O-O, O-H, H-H e struttura del legame ad idrogendo nell'acqua a temperature e
denista' ordinarie.
Firma .........................................................................................
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Anno accademico: 2011/2012
RIEPILOGO
lezione
..................................................... n. ore
48
esercitazione
..................................................... n. ore
6
laboratorio
..................................................... n. ore
0
seminario
..................................................... n. ore
0
TOTALE
54
FIRMA DEL DOCENTE
Visto: IL PRESIDE DELLA FACOLTÀ
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