==Společné požadavky==
====Pokročilá kvantová mechanika====
*[[Variační princip a poruchový počet]]
*[[Symetrie vlnové funkce, bosony a fermiony]]
*[[Pauliho princip]]
*[[Symetrie a zákony zachování]]
*[[Štěpení hladin při snížení symetrie]]
*[[Oddělení pohybu elektronů a jader]]
*[[Jednočásticová aproximace]]
*[[Hladiny atomů, molekul a pevných látek]]
*[[Typy vazeb v molekulách a kondenzovaných systémech]]
*[[Molekula vodíku]]
*[[Pauliho a Diracova rovnice]]
*[[Orbitální a spinový moment hybnosti, jejich operátory a kvantování]]
*[[Skládání momentů hybnosti]]
*[[Orbitální a spinový magnetický moment a jejich interakce s vnějším polem]]
*[[Druhé kvantování]]
*[[Kvantování elektromagnetického pole]]
*[[Interakce elektromagnetického záření s látkou]]
*[[Zlaté pravidlo]]
*[[Absorpce, stimulovaná a spontánní emise]]
*[[Výběrová pravidla]]
*[[Doby života kvantových stavů]]
*[[Šířka a tvar spektrální čáry]]
====Kvantová teorie molekul====
*[[Typy vazeb]]
*[[Bornova–Oppenheimerova a adiabatická aproximace]]
*[[Vibrační a rotační spektra molekul]]
*[[Atomové a molekulové orbitaly]]
*[[Metoda LCAO a metoda valenčních vazeb]]
*[[Klasifikace elektronových hladin]]
*[[Hückelova metoda]]
*[[Hartreeho a Hartreeho–Fockovy rovnice]]
*[[Roothaanovy rovnice]]
*[[Metoda konfigurační interakce]]
*[[Korelační energie]]
*[[Přehled ab initio a semiempirických metod]]
*[[Slabé mezimolekulové interakce]]
====Termodynamika a statistická fyzika molekulárních soustav====
*[[Termodynamická rovnováha, stavové veličiny, hlavní termodynamické věty a jejich důsledky]]
*[[Termodynamické potenciály, podmínky rovnováhy a stability, fázové přechody]]
*[[Popis nerovnovážných procesů]]
*[[Statistický popis stavu, distribuční funkce a matice hustoty]]
*[[Liouvilleova rovnice]]
*[[Gibbsovy stacionární soubory, souborové středování, stavová suma]]
*[[Klasické a kvantové systémy neinteragujících částic, ideální plyny]]
*[[Pauliho kinetická rovnice, zobecněná kinetická rovnice]]
====Základy molekulární fyziky====
*[[Typy základních intra- a intermolekulárních interakcí]]
*[[Konformace molekul]]
*[[Fázové stavy a přechody u molekulárních systémů]]
==Užší zaměření==
Student si volí okruh otázek odpovídající jeho zaměření.
===Biofyzika===
====Experimentální metody v biofyzice====
Difrakce rentgenového záření, elektronů a neutronů. Principy základních difrakčních metod. Symetrie a struktura krystalů a jejich určení z difrakčního obrazu.
Mnohoatomová molekula, její stacionární stavy a přechody mezi nimi. Teoretické základy optické spektroskopie. Projevy mezimolekulárních interakcí v optických spektrech. Technika optické spektroskopie. Elektronová absorpční spektroskopie. Vibrační spektroskopie (absorpční a Ramanova rozptylu). Rozptyl elastický, kvazielastický a Brillouinův. Emisní spektroskopie. Vlastní luminiscence biomolekul, fluorescenční sondy a značky. Polarizované světlo v optické spektroskopii. Časově rozlišená optická spektroskopie. Mikroskopické techniky.
Gyromagnetická částice, jev magnetické rezonance. Elektrické a magnetické momenty atomových jader, energie v elektrickém a magnetickém poli. Jaderný paramagnetismus, relaxační procesy. NMR spektroskopie vysokého rozlišení v kapalné a pevné fázi – spinový hamiltonián, typy interakci, projevy ve spektrech. Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev. Jednodimenzionální a dvoudimenzionální pulzní NMR – koncepce, základní pulzní sekvence. Zobrazování MR – principy, typy obrazů. ESR, spinový hamiltonián a spektra.
====Biochemie a molekulární biofyzika====
Složení a struktura základních biomolekul (nukleové kyseliny, proteiny, sacharidy). Termodynamika fosfátových sloučenin. Metabolizmus cukrů: Glykolýza a glykolytické reakce. Kvašení - anaerobní odbourávání cukrů. Pentozový cyklus. Glukoneogeneze a Coriho cyklus. Aerobní odbourávání cukrů. Vznik acetylkoenzymu A. Citrátový cyklus a jeho amfibolická povaha. Termodynamika přenosu elektronů - redoxní potenciály. Transport elektronů v dýchacím řetězci. Oxidativní fosforylace - syntéza ATP. Fotosyntéza. Biologické membrány, selektivní permeabilita biologických membrán, typy transportu biologickou membránou.
Buňka – struktura bakteriálních a eukaryotických buněk, organely, cytoskelet, buněčné dělení, reakce buňky na vnější signály. Molekulární genetika – genetická informace a její tok, metabolizmus DNA, genová exprese (transkripce, post-transkripční modifikace, translace), vnitrobuněčná distribuce a úpravy proteinů, regulace genové exprese. Metody studia DNA (sekvenace) a genové exprese (na úrovni mRNA i proteinu), genové inženýrství (rekombinantní DNA in vitro, transgenoze organizmů).
Přenos energie na buněčné úrovni. Přenos chemické energie. Typy transportu biologickou membránou. Bioelektrické jevy. Dýchání a fotosyntéza, struktura a funkce antén a reakčních center, energetika transportu elektronů a protonů. Role singletního kyslíku ve fotosyntéze a ve fotodynamické terapii. Přeměna chemické energie v mechanickou. Bioenergetika vidění.
===Chemická fyzika===
====Experimentální metody====
Difrakce rentgenového a synchrotronového záření, elektronů a neutronů. Principy základních difrakčních metod. Symetrie a struktura krystalů a jejich určení z difrakčního obrazu. Elektronová mikroskopie. Magnetická rezonance. Princip spektrometru. Spektra NMR organických látek. EPR volných radikálů. Teoretické základy a technika optické spektroskopie. Mnohoatomová molekula, rotační, vibrační a elektronové stavy molekul. Měření absorpčních spekter. Vibrační absorpční spektroskopie a chiroptické metody. Rozptyl elastický, kvazielastický, Ramanův. Metody emisní spektroskopie. Přechody v mnohaelektronových molekulách. Kinetika luminiscence a kvantový výtěžek. Polarizovaná luminiscence. Vliv mezimolekulárních interakcí na parametry luminiscence. Teoretická interpretace optických spekter.
====Struktura kondenzovaných soustav a spektroskopické metody====
Struktura a symetrie molekul, biopolymerů, nadmolekulárních struktur a pevných látek. Určování struktur molekul a pevných látek. Kinetika chemických reakcí, katalýza. Laserové spektroskopické metody. Časově rozlišená optická spektroskopie. Ozónová díra a singletní kyslík.
===Teorie molekulárních systémů===
====Molekulární simulace v chemické fyzice====
Molekulární mechanika a dynamika. Empirická silová pole. Strategie modelování supramolekulárních systémů a krystalů a predikce jejich fyzikálních, chemických a biologických vlastností. Aplikace v materiálovém výzkumu. Porovnání modelů s experimentem.
====Ab initio výpočty v chemii a biochemii====
Metody výpočtu korelačních energií: konfigurační interakce, vázané klastry, poruchová teorie. Aplikace na biochemické systémy a slabé mezimolekulové interakce. Klasická a kvantová molekulová dynamika. Symetrie molekul.
====Základy molekulární spektroskopie====
Přehled hlavních spektroskopických metod. Elektronová spektroskopie organických molekul. Vlastnosti a deaktivace excitovaných stavů. Teoretická interpretace experimentálních výsledků.
