Jian Liu Group @PKU

Theoretical Chemistry / Chemical Dynamics

《化学中的数学》(中文授课)

课程号:01035240 (4学分,研本);01035260(2学分,本科)

上课时间: 周二18:40-22:30;周四8:00-10:00(2024年春季学期,4学分).

2019秋评估分:95.50 (out of 100)

2018春评估分:89.63 (out of 100)

这门课程面向已经学过《高等数学》和《线性代数》这两门课程并有初步编程经验的学生,帮助他们补充一些数学知识并结合现代计算平台来实践解决一些简单的化学问题。

在学校理学院的支持下,这门课程配有20万高性能计算平台的机时。选修人数计划在20人以内,使得真正有兴趣的学生能得到足够的计算资源。


● 往年日程

往年日程,仅供参考。

日期 内容 备注
2月26日(周一) 线性代数和量子力学 课程内容简介
3月1日(周四) 线性代数回顾
3月5日(周一) 线性代数回顾 课堂小测试
3月8日(周四) 量子力学基本概念1
3月12日(周一) 量子力学基本概念2 课堂小测试
3月15日(周四) 量子力学基本概念3
3月19日(周一) 分子的简正模分析(1) 课堂小测试
3月22日(周四) 分子的简正模分析(2)
3月26日(周一) Franck-Condon Principle
上机实习实例1:分子结构的比较,简正模分析
上机实习实例2.1:一维非解析体系的量子本征态的数值求解
课堂小测试, 高性能计算校级公共平台的使用LAPACK程序使用
3月29日(周四) 上机实习实例1:分子结构的比较,简正模分析
上机实习实例2.1:一维非解析体系的量子本征态的数值求解
高性能计算校级公共平台的使用LAPACK程序使用
4月2日(周一) 上机实习实例2.2:一维非解析体系的热力学涨落和量子涨落的数值求解 高性能计算校级公共平台的使用LAPACK程序使用
4月5日(周四) 清明节 学校停课
4月9日(周一) 上机实习实例2.2:一维非解析体系的热力学涨落和量子涨落的数值求解 高性能计算校级公共平台的使用LAPACK程序使用
4月12日(周四) 傅立叶变换
4月16日(周一) 解析函数1
4月19日(周四) 解析函数2 课堂小测试
4月23日(周一) 留数定理1
4月26日(周四) 留数定理2 课堂小测试
4月30日(周一) 稳相近似
5月3日(周四) 量子与经典的对应1, Wigner变换 课堂小测试
5月7日(周一) 量子与经典的对应2, Wigner变换
5月10日(周四) 上机实习实例4.1:零温或有限温度条件下双原子分子的振动:量子与经典情况 高性能计算校级公共平台的使用
5月14日(周一) 上机实习实例4.2:双原子分子的振动配分函数的数值计算 高性能计算校级公共平台的使用
5月17日(周四) 量子与经典的对应3, 拉格郎日量和哈密顿量 期中考试部分解答
5月21日(周一) 量子与经典的对应4, 路径积分简介 课堂小测试
5月24日(周四) 量子与经典的对应5, 量子轨迹
5月28日(周一) 量子与经典的对应6, 量子轨迹 课堂小测试
5月31日(周四) 反应过渡态理论简介
6月4日(周一) Monte Carlo方法简介
6月7日(周四) 郎之万方程简介 课堂小测试
6月11日(周一) 上机实习实例5:双原子分子的振动光谱的数值计算 高性能计算校级公共平台的使用
6月14日(周四) 上机实习实例6:恒温体系的分子动力学模拟 高性能计算校级公共平台的使用
6月25日(周一晚上) 期末考试

● 参考书籍

  • 'Quantum Mechanics: A Modern Development' by Ballentine

  • 'Nonequilibrium Statistical Mechanics' by Zwanzig

  • 'Introduction to Modern Statistical Mechanics' by Chandler

  • 'Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy' by Mukamel

  • 'Introduction to Quantum Mechanics: A Time-Dependent Perspective' by Tanor

  • 'Mathematics of Classical and Quantum Physics' by Byron and Fuller

  • 'Quantum Mechanics in Chemistry' by Schatz and Ratner

  • 'Modern Quantum Mechanics' by Sakurai

  • 'Modern Quantum Chemistry' by Szabo and Ostlund

  • 'Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications' by Frenkel and Smit

  • 'Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation' by Tuckerman

  • 'Classical Mechanics' by Goldstein

  • 'Methematical Methods of Classical Mechanics' by Arnold

  • 'Linear Operators for Quantum Mechanics' (Dover Publications, 2006) by Thomas F. Jordan

  • 《高等量子力学》,倪光炯,陈苏卿 著

Advanced Physical Chemistry (Lecture in English)

Course #:01002904 (Credit: 3)

Lecture Time: 15:10-18:00 Thursday (Fall Semester)

Lecturers: Prof. Jian Liu (Theory) / Prof. Junrong Zheng (Experiment)



● Recommended Textbooks

  • 'Quantum Mechanics: A Modern Development' by Ballentine

  • 'Quantum Mechanics in Chemistry' by Schatz and Ratner

  • 'Modern Quantum Mechanics' by Sakurai

  • 'Introduction to Modern Statistical Mechanics' by Chandler

  • 'Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation' by Tuckerman

  • 'Elements of quantum mechanics' by Fayer

  • 'Classical Electrodynamics' by Jackson

  • 'Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy' by Mukamel

  • 'Introduction to Quantum Mechanics: A Time-Dependent Perspective' by Tanor

  • Atkins' Physical Chemistry (7th edition)

《今日化学》

《今日化学》理论化学部分

上课时间: 周三15:10-17:00 (秋季学期)

2025年北京大学量子分子动力学暑期学校开展通知

Announcement for the 2025 Peking University Quantum Molecular Dynamics Summer School

由北京大学化学与分子工程学院理论与计算化学研究所主办的2025年量子分子动力学暑期学校将于2025年7月18-21日进行,由4~6位教授英文授课,主要面向数理基础良好的本科生和低年级研究生。随着计算机性能与人工智能的发展,量子分子动力学对于揭示化学关键过程机理、预言化学材料体系关键性质起到愈发深刻的作用。本暑期学校旨在为对原子核量子效应、原子核与电子运动耦合效应有着浓厚兴趣的学生搭建一个互相交流的平台,让已有适当基础的学生了解理论与计算化学中量子分子动力学的基础知识和前沿方向进展。欢迎学过初级量子力学的全国各地学生参加!

Organized by the Institute of Theoretical and Computational Chemistry, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, the 2025 Peking University Quantum Molecular Dynamics Summer School will be held from July 18 to July 21, 2025. Four to six professors will deliver the lectures in English.

With advances in computational power and artificial intelligence, quantum molecular dynamics plays an increasingly important role in elucidating key chemical processes and predicting critical properties of chemical and material systems. The summer school aims to provide a platform for students with strong interests in nuclear quantum effects and coupled electron-nuclear dynamics to exchange ideas. It covers the fundamentals and cutting-edge developments in the field of quantum molecular dynamics. Students who have learned elementary quantum mechanics are welcome to participate!

1.招生信息 (Admission Information)

招收各地高校对量子分子动力学有兴趣的本科生与低年级研究生,专业不限,申请审核制。招生人数80至100人。

Target Audience: Undergraduate and graduate students with an interest in quantum molecular dynamics (no restrictions on majors).

Admission Process: Application-based review system.

2.暑期学校地点 (Venue)

北京大学化学与分子工程学院。地址:北京市海淀区成府路292号。

College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University.

Address: 292 Chengfu Road, Haidian District, Beijing, China.

3.课程安排 (Schedule)

7月18日至21日全天授课。英文教学。

Full-day sessions from July 18 to 21, 2025. Instruction will be conducted in English.

4.暑期学校费用 (Fees)

免注册费,原则上食宿自理。

No registration fee.

5.注意事项 (Notes)

  • 学员需具备大学物理、物理化学、结构化学及编程基础等相关前置知识。
  • 课程期间需全程参与。请提前做好时间安排。
  • Participants should possess prerequisite knowledge in university-level physics, physical chemistry, and programming.
  • Full attendance is required throughout the program. Please plan your schedule accordingly.

6.报名方式 (Application)

(国内学生)请于2025年6月22日24:00之前扫描以下问卷星二维码报名,需将成绩单提交至问卷。录取结果将于2025年6月27日前邮件告知。

(For international students) Please send your Curriculum Vitae and academic transcript to pkuqdschool2025@163.com to apply by 24:00 (UTC+8), June 22, 2025. Admission results will be announced via email by June 27, 2025.

summer school

北京大学量子分子动力学暑期学校期待你的到来!
We look forward to meeting you at the PKU Quantum Molecular Dynamics Summer School!
北京大学理论与计算化学研究所
2025年6月
Institute of Theoretical and Computational Chemistry, Peking University
June 2025