京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

化学

化学の2010年6月19日の内容はこちら

実習指導

金 賢得 (量子化学研究室 助教)

チューター

上田哲(博士課程2回生)
植野正嗣(修士課程2回生)

ボランティア

なし

実施場所

理学部6号館158号室

実習内容

いくつかの簡易な粒子や分子の運動を対象とし、 それらの動力学を設定するプログラムを学習し、分子動力学シミュレーションプログラムの構成を参加者それぞれが体験した。

プログラム全体をすべて独力で構成するのは難しいので、 所々を空白としたプログラム文を用意し、 その部分を埋める運動方程式や数式を各人が考えだすことでプログラムの構成を行った。 その後、そのプログラムが実際どのようにシミュレートされるかを 動画を用いて確認し、分子動力学シミュレーションの実際を体験した。

後半は、分子のエネルギーや安定な構造などを知ることができる量子化学計算の体験学習を行った。数多くある量子化 学計算ソフトのうちでフリーで入手でき、操作が簡単で見た目も分かりやすいものを簡単な説明とともに解説 し、参加者自身が興味 のある具体的な分子について各自実際に計算してみた。またその計算結果が妥当なも のかどうかを、実験データと比較して実際に検証してみるという作業も行った。

量子化学計算のデモンストレーションを通して理解を深める
量子化学計算のデモンストレーションを通して理解を深める

実際に自分で選んだ分子を自分で量子化学計算して、その分子の性質を探る
実際に自分で選んだ分子を自分で量子化学計算して、その分子の性質を探る


こんな小さなパソコンでも量子化学計算ができてしまうことを体験!
こんな小さなパソコンでも量子化学計算ができてしまうことを体験!


受講生の感想

  • シミュレーションは初めてで理解できるか心配でしたが、丁寧に教えてもらったのでよくわかりました。分子の基本的な動きについてなどのシミュレーションをするにあたり、微分計算を使っていて、少し感動しました。シミュレーションは様々な分子の運動の要因を考えていくのが面白く感じました。
  • 普段気になっていたけど無視していた化学的性質を電子軌道を考えることで説明できると知って、良かったです。分子における電子の動きが様々な化学的性質に表れるのには驚きました。電子の動きはとても重要なのだと分かりました。
  • 初めてシミュレーションを体験しました。量子化学計算は結果が見やすくて分かりやすかったです。これから高校で基礎を学んだ後、もう一回復習して次は完璧に理解できるようになりたいです。
  • 化学の分野にも計算的手法で難問に挑んでいく分野があると知って大変魅力的でした。
  • 高校で習った微分と増減表で分子の動きのシミュレーションができ、高校での学習内容が化学に役立つのがわかって良かったです。

平成27年度以前の
実施レポート

年度別の実施レポート