Insegnamento CHIMICA AL CALCOLATORE
| Nome del corso di laurea | Chimica |
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| Codice insegnamento | 55073006 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Stefano Crocchianti |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | CHIM/03 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Uso della programmazione nell'attivita` di laboratorio. Teoria e programmazione di semplici codici di scattering, introduzione all'uso di Internet e sicurezza del personal computer. |
| Testi di riferimento | Dispense del docente e materiale disponibile nella pagina web del corso. Le dispense, tratte dalle diapositive mostrate a lezione, sono di carattere discorsivo e riguardano gli aspetti teorici ed implementativi del problema di scattering classico. Esse includono la derivazione delle espressioni cosi` come e` presentata a lezione. Il materiale web copre le rimanenti parti del corso. Per la natura in costante evoluzione degli argomenti trattati in quest'ultimo e per la necessita` di indicare numerosi esempi disponibili in rete, si e` scelta la forma di documenti ipertestuali. Accanto ad essi vi sono delle guide all'implementazione dei codici dove, dopo una breve introduzione agli aspetti teorici ed implementativi, i passaggi logici e l'esecuzione del programma vengono guidati passo passo in forma di schema a blocchi, discutendo i risultati intermedi ottenuti oltre che quelli finali. |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento ha come obiettivo di fornire le seguenti capacita` principali: - utilizzare il calcolatore come supporto nelle procedure di laboratorio chimico. - sfruttrare il calcolatore per razionalizzare i risultati di laboratorio. - impiegare il calcolatore per studiare la fattibilita` a priori degli esperimenti. - implementare algoritmi di uso frequente in chimica (formule ricorsive, integrali impropri, calcolo delle radici di equazioni differenziali, sistemi di equazioni). - scrittura professionale e debugging di programmi di media complessita` - riconoscere il comportamente di una convergenza mancata - uso esperto della rete Internet. Fornisce inoltre tra le altre le seguenti conoscenze: - calcolo con griglie di punti - raffinamento di funzione nei punti critici - applicazione di modelli a priori per lo studio della reattivita` - confronto teoria esperimento nello studio delle interazioni intermolecolari - principali potenziali modello nella reattivita` - principali grandezze dinamiche (angoli di scattering, funzione deflessione, sezione d'urto) - limiti dell'approccio classico allo studio della reattivita` - instabilita` e cancellazione numerica - metodi per migliorare i problemi di convergenza - funzionamento, servizi e rischi della rete Internet per il chimico e l'utente domestico. |
| Prerequisiti | Il corso prevede l'implementazione di algoritmi mediante il linguaggio di programmazione FORTRAN in ambiente Unix. Richiede quindi la padronanza del linguaggio, del modo per compilare ed eseguire un programma in ambiente Unix e della conoscenza dell'editor vi. Per questo motivo si raccomanda di aver sostenuto l'esame di Informatica dello stesso corso di laurea. |
| Metodi didattici | Lezione frontale in aula con la presentazione degli aspetti teorici mediante l'uso di diapositive e della lavagna. Discussione dell'utilita` delle scelte implementative operate. Scrittura ed esecuzione in laboratorio di informatica, effettuata singolarmente ma con l'assistenza del docente, di tre differenti programmi collegati allo svolgimento delle lezioni frontali. Discussione con il docente dei risultati ottenuti in laboratorio per valutare la correttezza dei programmi ed aumentare la padronanza delle basi teoriche. Il tempo dedicato all'attivita` di laboratorio viene stabilito sulla base delle esigenze di approfondimento degli studenti e della loro facilita` nello scrivere i programmi. Il docente e` disponibile, con chi dovesse essere interessato ed avesse disponibilita` di tempo, ad estendere le sedute oltre l'orario previsto. |
| Altre informazioni | La frequenza e` raccomandata per le lezioni e obbligatoria alle esercitazioni. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La valutazione e` mediante esame orale di circa 20-30 minuti. Il colloquio mira ad appurare se lo studente: ha padronanza di alcune soluzioni implementative utili nella pratica professionale del chimico di laboratorio e del modellista conosce i principali problemi numerici e come risolverli e` capace di applicare un approccio modellistico ad una problematica chimica (scattering classico) valutandone l'importanza ed i limiti e` in grado di scrivere programmi che consentano di verificare la comprensione e le capacita` predittive di un modello sa ricercare errori di programmazione ed eliminarli conosce le possibilita` offerte dalla rete internet, il suo funzionamento, le tipologie di servizi e loro uso, i principali rischi di sicurezza informatica derivanti dall'uso di un calcolatore in rete e come ridurli. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Presentazione del corso. Modelli molecolari per il calcolatore: trattazione classica e suoi limiti, potenziali modello. Fattibilita` a priori di una titolazione. Implementazione di metodi di griglia. Implementazione del calcolo di una curva di titolazione con metodi iterativi ed errore massimo a priori. Semplici metodi numerici di integrazione. Calcolo angolo di scattering. Introduzione, funzionamento ed uso per il chimico della rete Internet. |