- Generarea de numere aleatoare.
- Metoda Monte Carlo.
- Modelul Ising unidimensional.
- Modelul Ising bidimensional.
- Algoritmul RandomWalk pentru modelul latticial.
- Algoritmul RandomWalk pentru modelul continuu.
- Algoritmul reptatiei pentru modelul latticial.
- Algoritmul reptatiei pentru modelul continuu.
- Modelul Pearl Necklace.
- Modelarea evadarii unui polimer dintr-un tub.
- - Modelul margea-resort.
What is the role of electrochemical energy converters in creating the new energy system?
The lecture aims at delivering an answer to the above-mentioned question. Students will attain an in-depth insight in the working principle of electrochemical energy converters and their role in designing innovative solution that can be accommodated by the new European energy system.
Contents
1. Electrochemical energy converters
2. Hydrogen production by electrolysis
4. Static Power System Simulation using Python
1. Gravitația. Legile lui Kepler. Legea atracției gravitaționale. Accelerația gravitațională. Variația accelerației gravitaționale cu înălțimea. Viteze cosmice. Câmpul gravitațional.
2. Mișcarea în câmp central. Problema celor două corpuri. Viteza și accelerația. Integrala momentului cinetic. Integrala energiei. Orbite și traiectorii.
3. Cinematica și dinamica mișcărilor relativă și absolută. Mișcarea absolută, relativă și de transport. Compunerea deplasărilor, vitezelor și accelerațiilor. Sisteme de referințe neinerțiale. Forte complementare. Forța Coriolis. Aplicații.
4. Mecanica solidului elastic. Tensiuni și deformații. Intinderea barei. Legea lui Hooke. Contracția transversală. Compresibilitatea. Forfecarea. Încovoierea. Torsiunea.
5. Mecanica fluidelor. Statica fluidelor. Presiunea hidrostatică. Legea lui Pascal. Legea lui Arhimede. Dinamica fluidelor. Ecuația de continuitate. Ecuația Bernoulli. Vâscozitatea. Legea lui Poiseuille. Legea lui Stokes. Viteza limită.
6. Oscilații și unde. Oscilatorul armonic simplu. Cinematica și dinamica mişcării oscilatorii armonice. Energia oscilatorului armonic. Propagarea unei perturbații. Unde elastice. Definiții. Exemple.
1. Torsiunea tijei
2. Tunelul aerodinamic
4. Oscilatii cuplate pe perna de aer
Standarde minim de performanţă:
- prezența obligatorie la toate ședințele de seminar și laborator;
- cunoașterea tehnicilor și infrastructurii experimentale specifice din laborator;
- rezolvarea de probleme de mecanică.
Forma de verificare: colocviu
1. Cinematica solidului rigid.
2.Dinamica solidului rigid.
3. Gravitația.
4. Mișcarea în câmp central.
5. Cinematica și dinamica mișcărilor relativă și absolută.
6. Mecanica solidului elastic.
7. Mecanica fluidelor.
8. Oscilații și unde.
Metoda de evaluare:
1. Examen parțial de cunoștințe teoretice. 30% din nota finala.
2. Examinare finală. Examen de cunoștințe teoretice. 30% din nota finala.
3. Colocviu: 20% din nota finala
4. Evaluare pe parcurs – participare la seminar si rezolvarea temelor. 20% din nota finala
Standard minim de performanţă
- Obținerea a minimum nota 5 la fiecare probă.
1. Cinematica solidului rigid.
2. Dinamica solidului rigid.
3. Statica solidului rigid.
4. Gravitatia.
5. Cinematica si dinamica miscarilor relativa si absoluta.
6. Mecanica relativista.
7. Mecanica solidului elastic.
8. Mecanica fluidelor.
9. Oscilatii.
10. Unde elastice.
11. Sisteme acustice.
1. Pendule cuplate
2. Oscilaţii cuplate pe perna de aer liniară
3. Compunerea oscilaţiilor armonice perpendiculare (Figurile Lissajous)
4. Suprafaţa liberă a unui lichid în rotaţie
5. Determinarea modulului de forfecare pe baza torsiunii. Studiul torsiunii unei tije elastice
6. Rezonatori acustici
7. Tunelul aerodinamic. Forţe de rezistenţă
1. Short history of spectroscopy. 3
2. Characteristics of spectral apparatus.7
2.1 Prism spectral apparatus. 7
2.2 Spectral apparatus with diffraction grating. 17
3. Schrödinger equation for the hydrogenic atoms. 22
3.1 Pauli Principle. Electron spin. 27
3.2 Spectral term of the ground state of atoms. 29
3.3 Spectral terms of single valence electron atoms. 34
3.4 Spectral terms of atoms with two valence electrons. 35
4. The fine structure of spectral lines. 38
4.1 Relativistic correction. 38
4.2 Spin-orbit interaction. 41
5. Interaction of atoms with the electromagnetic radiation. 49
5.2 Transition rate for absorption. 53
5.3 Einstein coefficients. Intensity of spectral lines. 57
5.4 Selection rules in dipole approximation. 62
5.5 Fine structure of Hα line of hydrogen Balmer series. 63
6. Spectral series of alkali metals. 66
6.1 The model of the valence electron (or of the effective nucleus). 66
6.6 Fine structure of alkali metal series. 74
BIBLIOGRAPHY 78
1. The Lagrangian formalism: the Lagrangian, the Lagrange equations, equilibrium configuration, small oscillations, the Lagrangian for a charged particle in an electromagnetic field.
2. The Hamiltonian formalism: the Hamiltonian, the Hamilton equations, the Poisson bracket, the Hamiltonian for a charged particle in an electromagnetic field.
3. The two-body problem.
4. The central field: definition, a general feature of the trajectory, the Lagrangian for a particle in a central filed, conservation laws.
|
1. Curs [capitolele de curs] |
|
Noţiuni generale de biochimie |
|
Enzime (clasificare, caracteristici, centrul activ ṣi legarea substratului, noţiuni de cinetică enzimatică, inhibiţia, reglare a activităţii enzimatice, enzime alosterice, factori care influenţează activitatea enzimatică) |
|
Energetica reacţiilor biochimice (principiile termodinamice ṣi energia liberă, schimbările energetice în biosferă, efectuarea de lucru biologic) |
|
Adenozintrifosfatulul ṣi transferul de energie în sistemele biologice |
|
Degradarea biologică a glucidelor |
|
Procesul de respiraţie celulară |
|
Fosforilarea oxidativă |
|
Degradarea biologică a acizilor graṣi |
|
Biosinteza glucidelor |
|
Biosinteza lipidelor |
|
2. Laborator [temele de laborator, proiecte etc, conform calendarului disciplinei] |
|
Studiul cineticii enzimatice. Determinarea constantei Michaelis - Menten |
|
Studiul inhibiţiei enzimelor de către substraturi utilizând cinetica enzimatică |
|
Studiul inactivării (otrăvirii ireversibile) enzimelor prin cinetică enzimatică |
|
Studiul desfăşurării procesului de glicoliză prin monitorizarea presiunii |
|
Studiul desfăşurării în timp a procesului de fermentaţie a zahărului, prin monitorizarea temperaturii |
|
Studiul fotosintezei prin metoda numărării bulelor de oxigen |
|
Rezolvarea unor probleme specifice |
1. Curs [capitolele de curs] |
Introducere în biochimie. Biochimia (Definiție. Scurt istoric. Aplicații). Sistem biologic (definiție, însuşiri, mărimi caracteristice, organizarea moleculară, forţe interatomice şi intermoleculare, generalităţi despre biomolecule). |
Celula şi organitele celulare. Compoziţia elementală şi moleculară a sistemelor biologice. Logica moleculară a stării vii. Ierarhia organizării biomoleculare. |
Apa şi rolul ei în lumea vie. Structura apei, proprietăţi de solvent, ionizarea apei, pH, rol biologic. |
Soluții-tampon în medii biologice. Definiție. Exemple de sisteme tampon. Ecuația Henderson–Hasselbalch. |
Aminoacizii. Structură. Clasificare. Proprietăţi fizice şi chimice. Rol biologic. |
Peptidele. Peptide naturale şi de sinteză. Structură. Clasificare. Proprietăţi fizice şi chimice. Activitate biologică. |
Proteinele. Clasificare. Proprietăţi fizice şi chimice. Structura primară, secundară, terţiară şi cuaternară a proteinelor. Sarcina electrică a proteinelor – factorii ce o determină şi semnificaţia biologică. Punctul izoelectric. Funcţia biologică a proteinelor. |
Proteine transportoare de oxigen. Mioglobina şi Hemoglobina. Structură. Curbe de saturare cu oxigen. Hemoglobine normale şi anormale. Hemoglobinopatii. Sângele artificial. Hemocianinele. |
Acizii nucleici. ADN, ARN: clasificare, structură, proprietăţi. Noțiuni generale despre: cromozomi; genă; codul genetic; replicarea ADN; transcripţia şi translaţia informaţiei genetice stocate în ADN; biosinteza proteinelor; Polymerase Chain Reaction (PCR). |
Aplicațiile biomoleculelor în realizarea de biomateriale, biosenzori, sisteme transportoare de medicamente - generalități. |
2. Laborator [temele de laborator, proiecte etc, conform calendarului disciplinei] |
Instrucţiuni de securitate şi sanatate in muncă pentru activităţile din laboratorul de Biochimie |
Calculul concentraţiilor; prepararea soluţiilor de o anumită concentraţie; diluţii succesive |
Prepararea soluţiilor-tampon la pH fiziologic |
Influenţa tăriei ionice asupra pH-ului soluţiilor-tampon |
Observarea la microscopul optic, a unor celule biologice |
Aminoacizi: clasificare, structură, proprietăţi fizice şi chimice, reacţii de recunoaştere |
Determinarea punctului izoelectric al unui aminoacid (glicina) |
Determinarea spectrofotometrică a concentraţiei tirozinei (Tyr) şi triptofanului (Trp) dintr-un amestec dat |
Proteine: clasificare, structură, proprietăţi fizice şi chimice, reacţii de recunoaştere. Denaturarea şi renaturarea proteinelor |
Extracţia proteinelor din albuş de ou. Caracterizarea spectrală, determinarea concentraţiei şi testarea purităţii ovalbuminelor izolate, utilizând spectroscopia de absorbţie în UV |
Dozarea spectrofotometrică (în Vis) a proteinelor (Metoda Biuretului, Metoda Lowry) |
Metodă rapidă şi simplă de extracţie a ADNtotal din diverse materiale vegetale |
Caracterizarea spectrală a unor eşantioane de acizi nucleici, utilizând spectroscopia de absorbţie în UV (identificarea benzii de absorbţie caracteristice acizilor nucleici; determinarea concentraţiei şi testarea purităţii) |
Studiul denaturării şi renaturării termice a unor probe de ADN, al tranziţiei: ADN dublu catenar (ADNdc) ® ADN monocatenar (ADNmc), pe baza spectrelor electronice de absorbţie în UV |
Discutarea referatelor de laborator. Rezolvarea unor probleme şi teste de biochimie. |
|
Curs [capitolele de curs] |
|
Bazele moleculare şi celulare ale vieții. Celula - tipuri, compoziție chimică, organite celulare (generalități). |
|
Biopolimerii - generalități privind arhitectura 3D, proprietățile, tipuri de interacțiuni fizice în medii apoase. Ansambluri supramoleculare. Aplicaţii biomedicale ale biopolimerilor. Membranele biologice, celulare şi intracelulare. Structura şi funcția diferitelor tipuri de membrane. Dinamica membranară. |
|
Autoasamblarea; auto-organizarea. Structuri supramoleculare; Membrane lipidice artificiale (generalități) – aplicaţii biomedicale. Citoscheletul |
|
Receptorii celulari - generalităţi |
|
Mitocondria – rezervorul energetic al celulei |
|
Celula vegetală: Cloroplastele, fito-fotopigmenții, fotosinteza. Clorofila: tipuri, structură şi aplicații. Reacții fotochimice în cloroplaste. Comparaţie între Cloroplast și Mitocondrie. |
|
Metode de separare şi de caracterizare a organitelor celulare. |
|
Biomimetism. Biomimetic design. Bio-Aplicații. |
|
3D printing biostructures – aplicaţii biomedicale |
1. Formalismul Lagrangian: Lagrangianul, ecuațiile lui Lagrange, configurație de echilibru, mici oscilații, Lagrangianul pentru o particulă încărcată electric aflată în câmp electromagnetic.
2. Formalismul Hamiltonian: Hamiltonianul, ecuațiile lui Hamilton, paranteza Poisson, Hamiltonianul pentru o particulă încarcată electric aflată în câmp electromagnetic.
3. Problema celor două corpuri.
4. Câmp central: definiție, proprietate generală a traiectoriei, Lagrangianul pentru particula în câmp central, legi de conservare.
1. Scurtă istorie a spectroscopiei
2. Caracteristicile aparatelor spectrale.
2.1 Aparate spectrale cu prismă.
2.2 Aparate spectrale cu rețea.
3. Ecuația Schrödinger aplicată la atomii hidrogenoizi
3.1 Principiul Pauli. Spinul electronului
3.2 Termenul spectral al stării fundamentale a atomilor.
3.3 Termeni spectrali ai atomilor cu un singur electron de valenţă.
3.4 Termeni spectrali ai atomilor cu doi electroni de valenţă.
4 Structura fină a liniilor spectrale.
4.2 Interacțiunea spin-orbită.
5 Interacția atomului cu radiația electromagnetică.
5.2 Rata de tranziție pentru absorbție.
5.3 Coeficienții Einstein. Intensitatea liniilor spectrale.
5.4 Reguli de selecție în aproximația dipolară.
5.5 Structura fină a liniei Hα din seria Balmer a hidrogenului
6 Seriile spectrale ale metalelor alcaline.
6.1 Modelul electronului de valență (sau al nucleului efectiv).
6.6 Structura fină a seriilor metalelor alcaline.
1. Introducere. Definirea miscarii oscilatorii armonice simple. Reprezentarea fazoriala. Utilizarea reprezentării complexe. Energia în mişcarea oscilatorie.
2. Tipuri de oscilatori armonici. Pendulul elastic, Pendulul matematic, Pendulul fizic, Pendulul de torsiune, Pendulul reversibil.
3. Compunerea oscilaţiilor armonice simple. Compunerea oscilaţiilor armonice paralele de aceeași frecvență. Compunerea oscilatiilor armonice paralele de frecvente diferite. Fenomenul de batai.
Compunerea oscilaţiilor armonice perpendiculare. Figuri Lissajous.
4. Oscilatorul armonic amortizat. Mărimi caracteristice. Aplicații.
5. Oscilații forțate. Rezonanța amplitudinilor. Rezonanța energiei. Factorul de calitate al unui oscilator. Analogia mecano-electrică.
6. Oscilații cuplate. Moduri normale de oscilație. Frecvențe proprii. Aplicatii: Oscilatori liniari cuplați. Pendule cuplate. Fenomenul batailor.
7. Notiunea de undă. Propagarea perturbațiilor într-un mediu elastic. Unde transversale și unde longitudinale. Mărimi caracteristice undelor.
8. Propagarea undelor. Ecuația unei unde plane. Unda plană sinusoidală.
9. Propagarea undelor în solide. Deformarea solidelor produsă de undele longitudinale. Deformarea solidelor produsă de undele transversale. Ecuația unidimensională a undei. Ecuația undelor într-un mediu omogen și izotrop.
10. Propagarea undelor în fluide. Calculul variațiilor de densitate și de presiune datorate undelor. Ecuația undelor într-un fluid.
11. Soluția d’Alembert a ecuației undelor. Discuție. Cazuri particulare.
12. Reflexia si transmisia undelor elastice. Principiul lui Huygens
Formulele lui Fresnel. Reflexia totala.
13. Interferența undelor. Maxime și minime de interferență. Unde staționare. Coarda vibrantă. Tuburi sonore. Rezonanta. Analiza Fourier.
14. Difracția undelor. Studiu de caz: Difractia Fraunhoffer pe o fanta dreptunghiulara.
15. Efectul Doppler. Densitatea de energie a undelor. Fluxul de energie. Absorbtia undelor. Dispersia undelor. Viteza de grup.
16. Elemente de acustică. Producerea sunetelor. Caracterisiticile sunetelor. Mărimi acustice. Intensitatea sunetului. Nivelul sonor.
This course provides a foundation in thermodynamics, beginning with the concept of temperature and the Zeroth Law, which establishes thermal equilibrium and underpins temperature and pressure measurements. Students then explore how work and heat contribute to energy changes in a system, leading into the First Law of Thermodynamics (conservation of energy) and its applications to ideal gases. The Second Law introduces the concept of irreversibility and states that the total entropy of an isolated system never decreases and sets limits on the efficiency of heat engines—illustrated by the Carnot cycle. Applications for heat engine (as steam, gasoline, and diesel heat engines), refrigerator and heat pump through evaluation of their efficiency and coefficient of performance, respectively. Overall, these concepts form the foundation of thermodynamics, illustrating how energy is exchanged and conserved in physical processes, how equilibrium is defined and measured, and how entropy governs the direction of spontaneous processes. The course also covers thermodynamic potentials, Maxwell’s relations, which help describe processes under various conditions.
1. Introducere.
2. Mărimi scalare și mărimi vectoriale.
3. Sisteme de coordonate în plan și spațiu.
4. Cinematica punctului material.
5. Tipuri de mișcări ale punctului material.
6. Principiile mecanicii.
7. Mișcarea punctului material sub influența diferitelor tipuri de forțe.
8. Dinamica punctului material.
9. Dinamica sistemului de puncte materiale.
10. Centrul de masă al unui sistem de puncte materiale.
11. Ciocniri.
12. Cinematica solidului rigid.
13. Dinamica solidului rigid.
14. Statica solidului rigid.
1. Spin 1/2: observabile compatibile, bază, ecuații cu funcții si valori proprii; Operatori/ matrice Pauli: definiție, proprietăți.
2. *Rotații în mecanica cuantică
3. Compunerea momentelor cinetice a doua particule cu spin 1⁄2: moment cinetic total; relații de comutare, seturi de observabile compatibile (ecuații cu vectori si valori proprii);
Problema: relații intre cele doua baze.
4. Teoria compunerii momentelor cinetice in mecanica cuantica. Teorema Clebsch-Gordan: moment cinetic total; relații de comutare, seturi de observabile compatibile (ecuatii cu functii si valori proprii); coeficienti Clebsch-Gordan (definitie, proprietati-demonstrații); enuntul teoremei Clebch-Gordan; relații de recurenta pentru coeficientii Clebsch-Gordan (facultativ); conditia de normare. Probleme.
5. Teoria câmpului central în mecanica cuantică. Hamiltonianul; ecuația cu funcții și valori proprii asociate energiei; forma soluțiilor si discuția alegerilor; principalii pași urmați pentru rezolvarea ecuației radiale.
Atom hidrogenoid: Hamiltonianul; forma soluțiilor ecuației cu vectori și valori proprii pentru energie; principalii pasi urmati pentru rezolvarea ecuatiei radiale; condiția de tăiere a seriei; nivele de energie; grad de degenerare.
Aplicatie seminar pentru n=1,2, 3; alte probleme seminar.
6. Teoria perturbatiilor staționare (independente de timp) – cazul degenerat: formularea problemei; deducerea sistemului de ecuații pentru coeficienții dezvoltării stării proprii a energiei: dezvoltarea coeficienților și a valorilor proprii ale energiei: aproximația în ordinul 0 și în ordinul 1 pentru stările proprii și pentru energii; Ecuația caracteristică. Interpretarea rezultatelor.
Aplicatie seminar: efectul Stark.
7. Miscarea unei particule în câmp electromagnetic: Ecuația Pauli
8. Sisteme de particule identice. Principiul lui Pauli. Aproximația interacției interparticule.
9. Regula de aur a lui Fermi – enunț și interpretare
Proiecte-teme obligatorii (parte din nota pentru partea a II-a) – cerințele sunt încărcate separat
a. Compunerea momentului cinetic orbital cu momentul cinetic de spin 1⁄2
b. Teoria câmpului central în mecanica cuantică/ Atom hidrogenoid
|
Curs [capitolele de curs] |
|
Introducere în chimie. Ramuri ale chimiei. Importanţa chimiei. Tangenţa chimiei cu alte discipline. Legile chimiei. |
|
Materia: definiţie, proprietăţi (intensive, extensive), stări de agregare. Antimateria. Amestecuri: definiţie, tipuri. Atomul: definiţie, structură, particule componente. Orbitali atomici. |
|
Sistemul periodic al elementelor; legea periodicităţii; explicarea şi interpretarea relaţiei dintre configuraţia electronică, poziţia în sistemul periodic şi proprietăţile specifice fiecărui element. Configuraţia electronică (in extenso şi abreviată). Regula tablei de şah. Electronul distinctiv. Electronii de valenţă şi structura Lewis. Metale, nemetale, metaloizi: definiţie, proprietăţi, exemple. Caracterizarea generală (proprietăţi fizice şi chimice, aplicaţii) a elementelor blocurilor s, p, d, f. Elemente importante din punct de vedere biologic. Materiale cu memoria formei. |
|
Alotropie; exemple de elemente care prezintă alotropism. Nanotuburile de carbon – aplicații. |
|
Legături chimice. Interacții intermoleculare |
|
Apa; structura apei, rol biologic, proprietăţile neobişnuite ale apei, proprietăţi de solvent, ionizare, pH-ul soluţiilor. |
|
Reacţii chimice. Clasificarea reacţiilor chimice. Ecuaţii chimice. Stabilirea coeficienţilor stoechiometrici: metoda algebrică şi metoda redox. Echilibrul chimic. Noţiuni de termodinamică şi cinetica reacţiilor chimice. |
|
Noţiuni generale de Green Chemistry. Principii şi aplicaţii în medicină, inginerie, mediu, agricultura, nanotehnologie, ştiinţa materialelor. |
1. L) Postulates of Quantum Mechanics. The I quantization.
T) Representations and pictures in Quantum Mechanics.
2. L) Many-body systems: I quantization description.
T) Many-body systems: II quantization description
3. L) Elements of field theory for many-body systems I
T) Elements of field theory for many-body systems II
4. L) The formalism of the Green functions (fermions and bosons)
T) Lehman representation of Green-Functions
5. L) Interpretation of Green Functions.
T) Galitskii-Migdal theorems, correlation functions, etc.
6. L) The free fermion gas.
T) The Thomas-Fermi approximation. Bohm potential.
7. L) Density Functional theory: The Hohenberg-Kohn theorems.
T) Introduction to functional calculus. Euler-Lagrange equations.
8. L) Orbital free density functional theory.
T) Quantum hydrodynamics.
9. L) Practical DFT: Kohn-Sham equations.
T) Exchange-correlation functionals. (LDA)
10. L) Bosons. Bose-Einstein condensates.
T) Collective dynamics of Bose-Einstein condensates.
11. L) Gross-Pitaevsky equation. Excitations and collective modes.
T) Solitons. Traps for condensates for finite temperature.
12. L) From the integral Hall effect to the fractional Hall effect : Strong correlated systems
T) The theory of compound fermions.
13. L) Ginzburg–Landau theory of superconductivity I.
T) Ginzburg–Landau theory of superconductivity II.
14. L) Superconductivity: surface energy and thermodynamic critical field in Ghinzburg-Landau theory.
T) Vortex lattice. Josephson tunnelling.
