教程

本教程系列从基础概念出发，逐步介绍原子自洽场计算的核心方法。

教程列表

教程概览

教程 00：全流程概览

  • 原子 SCF 计算的输入输出结构

  • 关键模块之间的数据流

  • Notebook 使用方式与常见调试技巧

教程 01：径向网格构造

  • 球对称势的网格需求分析

  • 线性/对数混合网格生成策略

  • 网格截断、步长与误差评估

教程 02：径向方程求解器

  • 径向薛定谔方程的离散化

  • 数值边界条件与归一化

  • 氢原子及模型势的验证案例

教程 03：SCF 主循环

  • 密度/势/波函数之间的迭代关系

  • 混合策略、收敛指标与松弛参数

  • 收敛失败时的诊断思路

教程 04：Hartree-Fock 扩展

  • 交换能算符的构造与实现细节

  • 不同封闭壳层的耦合方式

  • HF 与 SCF 框架的接口

教程 05：DFT 与交换-相关势

  • LDA/LSDA 等常见 XC 模型

  • 交换-相关能的近似与实现

  • HF 与 DFT 结果的对比策略

教程 06：自旋极化案例

  • 自旋分辨密度与势的定义

  • 自旋耦合对 SCF 的影响

  • 典型磁性原子的数值示例

教程 07：完整算例

  • 从输入、网格到收敛结果的全流程展示

  • 结果可视化与误差分析

  • 面向课程作业的复现建议

运行方式

方式一：Google Colab（推荐）

点击教程顶部的 "在 Colab 中打开" 徽章，无需本地安装。

方式二：本地运行

# 克隆仓库
git clone https://github.com/bud-primordium/AtomSCF.git
cd AtomSCF

# 安装依赖
pip install -e .[dev]

# 启动 Jupyter
jupyter notebook docs/source/tutorials/

先备知识

  • Python 编程基础

  • 量子力学入门（薛定谔方程）

  • 线性代数基础（矩阵本征值）

建议学习顺序

  1. 先浏览教程 00 获得整体流程再依次完成 01~07

  2. 若只关注 HF 或 DFT，可直接跳到对应章节再回查前置内容

  3. 配合 API 文档查阅函数细节并记录调参经验