Τα σύνθετα υλικά αποτελούνται από δυο ή περισσότερα υλικά συνδεδεμένα μακροσκοπικά, έτσι ώστε να προκύπτει ένα πολυφασικό σύστημα με φυσικές ιδιότητες διαφορετικές από αυτές των αρχικών υλικών. Τα επιμέρους υλικά δεν είναι διαλυτά το ένα στο άλλο και μπορούν να αναμιχθούν μεταξύ τους με ελεγχόμενο τρόπο και με καθορισμένες αναλογίες, ενώ είναι και μηχανικά διαχωρίσιμα. Τα σύνθετα υλικά αποτελούνται από δυο φάσεις, τη μητρική και τη φάση ενίσχυσης. Η μήτρα περικλείει τα εγκλείσματα και αποτελεί τη φάση του συστήματος, η οποία δίνει στο σύνθετο την εξωτερική του μορφή. Ο ρόλος της είναι να μεταφέρει τις μηχανικές τάσεις μέσα στο σύνθετο υλικό, να τις κατανέμει ομοιόμορφα ανάμεσα στα εγκλείσματα αλλά και να τα προστατεύει από τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Τα διάφορα εγκλείσματα αποτελούν την ενισχυτική φάση του σύνθετου συστήματος και ποικίλουν σε μέγεθος, γεωμετρία και σύσταση. Στην παρούσα εργασία ως ενισχυτική φάση χρησιμοποιήθηκε το ZnO. Το ZnO είναι ένας ημιαγωγός ευρέως χάσματος με μια μη κεντρική συμμετρική δομή κρυστάλλου Βουρτσίτη (Wurtzite) εξαγωνικού πλέγματος Bravais. Ως προπολυμερές για την παρασκευή των δοκιμίων, χρησιμοποιήθηκε εποξειδική ρητίνη. Η συγκεκριμένη ρητίνη είναι ένα τυπικό μονωτικό πολυμερές χαμηλού ιξώδους και η διηλεκτρική της σταθερά καθώς και η αγωγιμότητα της δεν διαφέρουν σημαντικά από τις αντίστοιχες τιμές του ZnO. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ο ηλεκτρικός χαρακτηρισμός υλικών καθαρής ρητίνης και σύνθετων συστημάτων ρητίνης-κεραμικού ZnO σε διάφορες συγκεντρώσεις, από 10phr έως 70phr. Για τον ηλεκτρικό χαρακτηρισμό των σύνθετων αυτών, εφαρμόστηκε η τεχνική της διηλεκτρικής φασματοσκοπίας ευρέως φάσματος (BDS-Broadband Dielectric Spectroscopy) στην περιοχή συχνοτήτων από 0.1 Hz έως 1 ΜHz, με χρήση της γέφυρας εναλλασσόμενου Alpha-N της εταιρίας Novocontrol. Η κυψελίδα μετρήσεων που χρησιμοποιήθηκε ήταν η BDS 1200 της ίδιας εταιρίας. Τα δείγματα μελετήθηκαν σε θερμοκρασίες από –100 ºC έως 150 ºC. Τα φαινόμενα διηλεκτρικής χαλάρωσης που καταγράφονται στην παρούσα εργασία περιλαμβάνουν συνεισφορές τόσο από την πολυμερική μήτρα όσο και από την ενισχυτική φάση. Για την παρουσίαση των πειραματικών αποτελεσμάτων διακρίνονται δυο περιοχές θερμοκρασιών. Στην περιοχή των χαμηλών θερμοκρασιών, από –100 ºC έως 20 ºC, καταγράφονται σε όλα τα δείγματα οι διεργασίες β-, γ-χαλάρωσης. Οι διεργασίες αυτές αποδίδονται σε περιορισμένες τοπικές κινήσεις τμημάτων της πολυμερικής αλυσίδας (γ-χαλάρωση) και σε επαναπροσανατολισμό πλευρικών τμημάτων της πολυμερικής αλυσίδας (β-χαλάρωση). Στα σύνθετα δείγματα, σε θερμοκρασία πάνω από τους –30 ºC, εμφανίζεται και η διεργασία χαλάρωσης FDE η οποία αποδίδεται στην ύπαρξη του πληρωτικού μέσου. Στην περιοχή των υψηλών θερμοκρασιών, από +20 ºC έως +150 ºC, εμφανίζεται σε όλα τα δείγματα, στην περιοχή των ενδιάμεσων συχνοτήτων, η α-χαλάρωση. Στην περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων, και μόνο στα σύνθετα δείγματα, καταγράφεται το φαινόμενο MWS το οποίο είναι ασθενές λόγω της χαμηλής ηλεκτρικής ετερογένειας μεταξύ των φάσεων του συστήματος. Στην περιοχή των υψηλών συχνοτήτων παρουσιάζεται η διεργασία χαλάρωσης FDE η οποία γίνεται εντονότερη καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση του πληρωτικού μέσου. Για όλες τις συγκεντρώσεις, παρατηρείται ότι η εξάρτηση της διεργασίας της α-χαλάρωσης από τη θερμοκρασία περιγράφεται από την εξίσωση Vogel-Fulcher-Tamann (VTF) ενώ η διεργασία χαλάρωσης FDE, παρουσιάζει εξάρτηση από τη θερμοκρασία, η οποία ακολουθεί την εξίσωση Arrhenius. Για τις διεργασίες της α-χαλάρωσης και του FDE στις υψηλές θερμοκρασίες, υπολογίζονται οι ενέργειες ενεργοποίησης. Στην εξάρτηση του πραγματικού μέρους της ηλεκτρικής αγωγιμότητας εναλλασσόμενου , από τη συχνότητα, διακρίνονται τρεις περιοχές. Στην περιοχή των υψηλών συχνοτήτων η ηλεκτρική αγωγιμότητα αυξάνεται σχεδόν γραμμικά συναρτήσει της συχνότητας ακολουθώντας τον νόμο της παγκόσμιας διηλεκτρικής απόκρισης ( ). Στην ενδιάμεση περιοχή συχνοτήτων παρατηρούνται μεταβολές στην τιμή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας οι οποίες αποδίδονται στην ύπαρξη διάφορων διεργασιών χαλάρωσης. Στην περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων, η ηλεκτρική αγωγιμότητα τείνει προς μια σταθερή τιμή. Αυτή αντιστοιχεί στην αγωγιμότητα συνεχούς ( ) και αυξάνεται συναρτήσει της θερμοκρασίας ακολουθώντας την εξίσωση Vogel-Tamman-Fulcher (VTF). / Polymer matrix – ZnO composites were prepared, in different filler concentrations. Polymer matrix samples were also prepared and investigated as reference. The dielectric response of all samples was studied by means of Broadband Dielectric Spectroscopy (BDS), over a wide temperature range from -100 ºC to 150 ºC and in the frequency range from 10-1 Hz to 1MHz. The results are discussed using the common formalism of ε΄(f), ε΄΄(f) and M΄(f), M΄΄(f). The recorded dielectric processes include contributions from both the polymeric matrix and the presence of the reinforcing phase. The dielectric spectrum exhibits distinct relaxation modes which are attributed (i) to the glass-rubber transition, associated with motions of main chain segments of the polymeric matrix, namely -relaxation, (ii) faster processes related to the local motion of polar side groups, namely -relaxations, (iii) interfacial polarization phenomena known as Maxwell – Wagner – Sillars effect and (iv) possible polarization related to the ferroelectric nature of ZnO. In order to investigate the influence of the reinforcing phase in the dielectric response of the composite materials, all dielectric processes as well as the electrical conductivity are analyzed and discussed as a function of filler concentration.

Υλοποίηση ενός επεξεργαστή διακριτών ηχητικών σημάτων, με χρήση μεθόδων STFT. Ο επεξεργαστής έχει την ικανότητα να διαχωρίζει τα μεταβατικά φαινόμενα και εφαρμόζει διαφορετικού τύπου επεξεργασία σε αυτά, από ότι στον υπόλοιπο όγκο του σήματος εισόδου. / Implementation of a processor of discrete audio signals, using STFT (overlap-add) methods. This processor can successfully detect transients in the input signal and apply a separate filter to them.

Precursors related to seismicity patterns are probably the most promising phenomena for short-term earthquake forecasting, although it remains unclear if such forecasting is possible. Foreshock activity has often been recorded but its possible use as indicator of coming larger events is still debated due to the limited number of unambiguously observed foreshocks. Seismicity data which is inadequate in volume or character might be one of the reasons foreshocks cannot easily be identified. One method used to investigate the possible presence of generic seismicity behavior preceding larger events is the aggregation of seismicity series. Sequences preceding mainshocks chosen from empirical data are superimposed, revealing an increasing average seismicity rate prior to the mainshocks. Such an increase could result from the tendency of seismicity to cluster in space and time, thus the observed patterns could be of limited predictive value. Randomized tests using the empirical catalogues imply that the observed increasing rate is statistically significant compared to an increase due to simple clustering, indicating the existence of genuine foreshocks, somehow mechanically related to their mainshocks. If network sensitivity increases, the identification of foreshocks as such may improve. The possibility of improved identification of foreshock sequences is tested using synthetic data, produced with specific assumptions about the earthquake process. Complications related to background activity and aftershock production are investigated numerically, in generalized cases and in data-based scenarios. Catalogues including smaller, and thereby more, earthquakes can probably contribute to better understanding the earthquake processes and to the future of earthquake forecasting. An important aspect in such seismicity studies is the correct estimation of the empirical catalogue properties, including the magnitude of completeness (Mc) and the b-value. The potential influence of errors in the reported magnitudes in an earthquake catalogue on the estimation of Mc and b-value is investigated using synthetic magnitude catalogues, contaminated with Gaussian error. The effectiveness of different algorithms for Mc and b-value estimation are discussed. The sample size and the error level seem to affect the estimation of b-value, with implications for the reliability of the assessment of the future rate of large events and thus of seismic hazard. / Οι προσεισμοί αποτελούν τα πλέον υποσχόμενα πρόδρομα φαινόμενα για τη βραχυπρόθεσμη πρόγνωση των σεισμών, παρόλο που παραμένει άγνωστο το αν μια τέτοια πρόγνωση είναι εφικτή. Η χρήση της προσεισμικής δραστηριότητας ως ένδειξη ενός επερχόμενου μεγάλου σεισμού είναι αμφιλεγόμενη, κυρίως λόγω του περιορισμένου πλήθους των προσεισμών, γεγονός που πιθανά οφείλεται στην ανεπαρκή καταγραφή σεισμικών δεδομένων. Η άθροιση σεισμικών σειρών είναι μια μέθοδος που εφαρμόζεται προκειμένου να μελετηθεί η πιθανή παρουσία ενός γενικευμένου μοτίβου σεισμικότητας πριν από ισχυρούς σεισμούς. Η υπέρθεση σεισμικών ακολουθιών που προηγήθηκαν των κυρίων σεισμών αναδεικνύει μια αυξανόμενη μέση δραστηριότητα πριν από τους κύριους σεισμούς. Μια τέτοια συμπεριφορά θα μπορούσε να προκύψει και από την εγγενή τάση των σεισμών να ομαδοποιούνται χωρικά και χρονικά, με αποτέλεσμα τα παρατηρούμενα μοτίβα να έχουν περιορισμένη προγνωστική αξία. Τυχαιοποιημένοι έλεγχοι των πραγματικών δεδομένων υποδηλώνουν ότι ο παρατηρούμενος αυξανόμενος ρυθμός είναι στατιστικά σημαντικός σε σύγκριση με τη μεταβολή που οφείλεται στη γένεση απλών συστάδων σεισμών, αναδεικνύοντας την ύπαρξη προσεισμών αιτιολογικά συσχετιζόμενων με τους κύριους σεισμούς. Μια ενδεχόμενη αύξηση της ευαισθησίας των σεισμικών δικτύων πιθανά να συμβάλει στην αποτελεσματικότερη αναγνώριση των προσεισμών. Η πιθανότητα μιας τέτοιας βελτίωσης ελέγχεται με τη χρήση συνθετικών δεδομένων τα οποία προκύπτουν υπό προϋποθέσεις ως προς τη σεισμική διαδικασία. Οι επιπλοκές που μπορεί να προκύψουν από την παρουσία σεισμικότητας υποβάθρου και των μετασεισμικών ακολουθιών διερευνώνται αριθμητικά, με γενικευμένες περιπτώσεις και σενάρια που βασίζονται σε πραγματικά δεδομένα. Οι κατάλογοι που περιλαμβάνουν μικρότερους και επομένως περισσότερους σεισμούς μπορούν πιθανώς να συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση των σεισμικών διεργασιών και στη μελλοντική πρόγνωση των σεισμών. Σημαντική πτυχή σε τέτοιες μελέτες αποτελεί η σωστή εκτίμηση των ιδιοτήτων των σεισμικών καταλόγων, όπως είναι το μέγεθος πληρότητας και η παράμετρος b. Η επίδραση των σφαλμάτων των μεγεθών που υπάρχουν στους σεισμικούς καταλόγους στην εκτίμηση των προαναφερθέντων ιδιοτήτων ερευνάται χρησιμοποιώντας συνθετικά μεγέθη στα οποία ενυπάρχουν κανονικώς κατανεμημένα σφάλματα. Κατά τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των διαφόρων μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του μεγέθους πληρότητας προκύπτει ότι το μέγεθος του δείγματος και του σφάλματος των μεγεθών μπορούν να επηρεάσουν την εκτίμηση της παραμέτρου b, με επιπτώσεις στην εκτίμηση του ρυθμού των μελλοντικών ισχυρών σεισμών και την αξιολόγηση του σεισμικού κινδύνου.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την μελέτη και κατασκευή μιας διάταξης μετρήσεων για φωτοβολταϊκά συστήματα. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός είναι η υλοποίηση ενός εργαλείου με το οποίο ο χρήστης θα μπορεί να έχει την επίβλεψη των μεγεθών της ηλεκτρικής ενέργειας που διακινούνται από το σύστημα του. Για παράδειγμα να γνωρίζει τα ποσά ισχύος που παράγονται, τα επίπεδα της τάσης και του ρεύματος ακόμα και τα ποσά ισχύος με τα οποία μπορεί να τροφοδοτήσει το δίκτυο της ΔΕΗ αν σκοπεύει να χρησιμοποιεί μέρος της παραγόμενης ενέργειας για της ανάγκες του και να πουλά το περίσσευμα. Αρχικά έγινε η μελέτη και κατασκευή μιας πλακέτας για την προσαρμογή του πραγματικού σήματος του ρεύματος και της τάσης. Ο επεξεργαστής ο οποίος χρησιμοποιείται σε τέτοιου είδους εφαρμογές δεν μπορεί να «διαβάσει» σήματα των οποίων το πλάτος ξεπερνά τα 5 V. Οπότε πρέπει εμείς να φέρουμε τα μεγάλα σήματα σε τέτοια κλίμακα ώστε να είναι διαχειρίσιμα. Ακόμα πρέπει να μετατρέψουμε το σήμα ρεύματος σε σήμα τάσης ανάλογης κλίμακας για να είναι διαχειρίσιμο και αυτό από το υπολογιστικό σύστημα. Στη συνέχεια έγινε μελέτη της διαδικασίας της δειγματοληψίας και αφού υπολογίστηκαν και το SNR, η το ελάχιστο σφάλμα δειγματοληψίας σχεδίασα ένα κατωδιαβατό φίλτρο τύπου Butterworth 4ης τάξης για να περιορίσω τα φαινόμενα aliasing που δημιουργούνται λόγω αλλοίωσης. Το επόμενο βήμα, το οποίο ήταν και το πιο δύσκολο και απαιτητικό, ήταν να σχεδιαστεί ο κώδικας με τον οποίο θα γινόταν η δειγματοληψία και ο υπολογισμός των μεγεθών που μας ενδιέφεραν σε πραγματικό χρόνο (real time). Έγινε πολλαπλασιασμός σε γλώσσα μηχανής (assembly) και χρήση μόνο ακεραίων τιμών για να γίνει ο κώδικας όσο γίνεται πιο γρήγορος μιας και σε ένα τέτοιο σύστημα το βασικότερο που μας απασχολεί είναι η ταχύτητα των πράξεων. Ακόμα χρειάστηκε να συντονιστούν με σήματα interrupt διάφορα περιφερειακά του μικροελεγκτή για να δουλέψει σωστά το σύστημα. Τέλος έγινε προσπάθεια διασύνδεσης του υπάρχοντος προγράμματος με Η/Υ μέσω σειριακής για να γίνει απεικόνιση των αποτελεσμάτων μέσω μιας γραφικής διεπαφής (GUI). / This thesis is about a measuring system for a Photo voltaic Array connected to the grid. In the first chapter there is a survey for the importance of sustainable power sources. Next the project is presented. After that there is a chapter about the sensors that are used. The method of sampling and and filtering the signal is described in the next 3 chapters. Last but not least in the last chapter the user interface is presented

Τα τελευταία χρόνια, τόσο στη διεθνή όσο και στην ελληνική επιστημονική κοινότητα, παρατηρείται ένα αυξημένο ενδιαφέρον για το πώς η σκέψη των μικρών παιδιών προσεγγίζει το φυσικό κόσμο. Έτσι το πεδίο έρευνας των Φυσικών Επιστημών επικεντρώνεται στην ανίχνευση και μελέτη των βιωματικών παραστάσεων των παιδιών (Ραβάνης, 1999). Η ανίχνευση και η καταγραφή αυτών των παραστάσεων θεωρείται σημαντική, καθώς είναι παρούσες στη σκέψη των παιδιών και αποτελούν εμπόδια για την κατανόηση των επιστημονικών εννοιών και φαινομένων (Baster, 1995, Sharp, 1995). Αυτή η έρευνα διεξήχθη για να τεθεί ένα γενικότερος προβληματισμός ως προς τις σκέψεις των παιδιών της προσχολικής ηλικίας, για ένα γεωλογικό φαινόμενο που ταράσσει συχνά τον ελλαδικό χώρο, τον σεισμό, καθώς και για να διαπιστωθεί αν τα παιδιά της συγκεκριμένης ηλικίας μπορούν να ανταπεξέρθουν επαρκώς ως προς την πρόληψη και αντιμετώπιση αυτού του φαινομένου. Έτσι, επιχειρήθηκε η ανίχνευση των νοητικών παραστάσεων των παιδιών προσχολικής ηλικίας σχετικά με τη γεωφυσικά χαρακτηριστικά της γης, για να εμβαθύνει στη συνέχεια στο φαινόμενο του σεισμού καθώς και στην πρόληψη και αντιμετώπισή του. Αρχικά, παρουσιάζεται το θεωρητικό πλαίσιο με βάση το οποίο σχεδιάστηκε η παρούσα έρευνα και φυσικά τα πορίσματα ερευνών που έχουν διεξαχθεί σχετικά με το υπό εξέταση θέμα. Εν συνεχεία, γίνεται αναφορά στο μεθοδολογία της συγκεκριμένη έρευνα και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα, τόσο σε κάθε φάση της ανίχνευσης όσο και συνολικά. Τέλος, ο σχολιασμός των αποτελεσμάτων, τα συμπεράσματα και η συζήτηση καθώς και οι επιπτώσεις των ευρημάτων της έρευνας που αναδύονται σχετικά με τη διδασκαλία των εννοιών που εξετάζονται, ολοκληρώνουν την παρούσα έρευνα. / In the past few year, in the international and Greek scientific community, is observed an increased interest for how the thought of children approaches the natural world. Thus, the field of research of Natural Sciences is focused in the detection and study of experiential representations of children (Ravanis, 1999). The detection and the recording of these representations are considered important, while are present in the thought of children and constitute obstacles for the comprehension of scientific significances and phenomena (Baster, 1995, Sharp, 1995). This research was carried out, in order to placed a more general reflection, as for the thoughts of children of preschool age, for a geological phenomenon that upsets often the hellenic space, the earthquake. In addition, this research was carried out in order to realize if the children of particular age are sufficiently capable to face this phenomenon as well as its prevention and confrontation. Thus, was attempted the detection of intellectual representations of children of preschool age with regard to geophysical characteristic of ground, in order to it deepens afterwards in the phenomenon of earthquake as well as in the prevention and his confrontation. Initially, it is presented the theoretical frame on which we based to drawn the present research and the conclusions of researches that have been carried out with regard to the subject under review. Then, the report continues with the methodology concept and is presented the results. Finally, the conclusion of this research represents the annotation of results, the conclusions and the discussion as well as the repercussions of discoveries of research that emerge with regard to the teaching of significances that is examined.

Διανύουμε μια εποχή, όπου οι ανάγκες για μετάδοση πληροφορίας αυξάνονται ταχύτατα, με αποτέλεσμα τα χάλκινα καλώδια να μην αρκούν για να μεταδώσουν το πλήθος αυτό της πληροφορίας. Έτσι, περάσαμε στις Οπτικές Τηλεπικοινωνίες, όπου τα χάλκινα καλώδια αντικαταστάθηκαν από οπτικές ίνες και φορείς μετάδοσης της πληροφορίας δεν είναι πλέον τα ηλεκτρόνια αλλά τα φωτόνια. Κατά τη μετάδοση της πληροφορίας υπάρχουν όμως, φαινόμενα εξασθένησης και παραμόρφωσης του σήματος. Τη λύση σε αυτά τα προβλήματα καλείται να δώσει η χρήση σολιτονίων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, θα μελετήσουμε τον τρόπο με τον οποίον επηρεάζουν τα φαινόμενα ανώτερης τάξης την αλληλεπίδραση δύο γειτονικών σολιτονιακών παλμών που διαδίδονται μέσα σε μία οπτική ίνα. Πιο συγκεκριμένα, με τη χρήση αλγόριθμου της Fortran θεωρήσαμε δύο θεμελιώδεις σολιτονιακούς παλμούς και μελετήσαμε πως επηρεάζεται η διάδοσή τους κατά μήκος μιας οπτικής ίνας, αλλά και η μεταξύ τους αλληλεπίδρασή, από τη μεταξύ τους απόσταση, το σχετικό τους πλάτος καθώς και από τη διαφορά φάσης. Επιπλέον περιορίζοντας τη μεταξύ τους αλληλεπίδραση μελετήσαμε το πώς επηρεάζουν τη διάδοσή τους φαινόμενα ανώτερης τάξης όπως η σκέδαση Raman, η αυτό-διαμόρφωση απότομων άκρων (self-steepening) και η διασπορά τρίτης τάξης. / We are in an era where the need to transmit information rapidly increases, making the copper wires not enough to convey the multitude of this information. Thus, we moved on Optical Communications, where the copper cables were replaced by optical fibers and broadcasters of information are no longer electrons but photons. During the transmission of information we come across with problems such as attenuation and signal distortion. The use of solitons has come to give the solution to these problems. In this paper, we studied how the higher order phenomena, affects the interaction of two neighboring soliton pulses propagating through an optical fiber. More specifically, using a Fortran algorithm considering two fundamental soliton pulses we have studied how the propagation and their interaction is affected by their relative amplitude and phase difference. Also limiting the interaction between them, we have studied how the propagation is affected by higher order phenomena such as Stimulated Raman Scattering, Self Steepening and third order dispersion.

Αφορμή για τη συγγραφή της παρούσας εργασίας συνιστά η διαμάχη μεταξύ του επιστημονικού ρεαλισμού και της εργαλειοκρατίας σχετικά με τις μη παρατηρήσιμες οντότητες Στόχος είναι να μελετηθεί και να αξιολογηθεί η εργαλειοκρατική προσέγγιση της επιστήμης , με έμφαση στην μορφή εργαλειοκρατίας που υποστηρίζεται στο έργο του Bastian Cornelis van Fraassen (The Scientific Image), δηλαδή τον κατασκευαστικό εμπειρισμό (constructive empiricism). Τα βασικά ερωτήματα που θα μας απασχολήσουν είναι τα εξής: 1)Τι πρεσβεύει ο επιστημονικός ρεαλισμός; 2)Τι εννοούμε όταν μιλάμε για την εργαλειοκρατική θεώρηση στην επιστήμη; 3)Ποια είναι η εργαλειοκρατική προσέγγιση της επιστήμης στο έργο του van Fraassen. Το πρώτο μέρος της εργασίας πραγματεύεται τον όρο «ρεαλισμός» θέτοντας ως αφετηρία τη Θεωρία των Ιδεών του Πλάτωνος, φτάνοντας μέχρι τον σύγχρονο επιστημονικό ρεαλισμό. Έτσι έχουμε: 1) τον Πλατωνισμό, 2) τον Άμεσο Ρεαλισμό, 3) τον Έμμεσο Ρεαλισμό, 4) τον Επιστημονικό Ρεαλισμό. Το καθένα από τα παραπάνω εκφράζουν τον όρο ρεαλισμό με διαφορετικό τρόπο. Στην παρούσα εργασία θα αναλυθεί περισσότερο ο επιστημονικός ρεαλισμός, διότι θα την αντιπαραβάλουμε με τις εργαλειοκρατικές προσεγγίσεις για την επιστήμη. Ο Επιστημονικός ρεαλισμός υποστηρίζει οτι ο σκοπός της επιστήμης είναι να μας δώσει μία κυριολεκτικά αληθή περιγραφή για τον κόσμο και ότι οι καλύτερες (πιο ώριμες) επιστημονικές θεωρίες μας προσφέρουν προσεγγιστικά αληθείς περιγραφές του κόσμου. Επομένως, οι οντότητες που περιγράφουν είναι πραγματικές (πχ. ηλεκτρόνια). Θα διατυπωθούν επιχειρήματα υπέρ του επιστημονικού ρεαλισμού, όπως: Α) το επιχείρημα του μη θαύματος: (Νo Μiracle Αrgument, ΝΜΑ): «ο ρεαλισμός είναι η μόνη φιλοσοφία της επιστήμης που δεν καθιστά την επιτυχία της επιστήμης ένα θαύμα». (Putnam, 1975). Β)το επιχείρημα της συναγωγής στη βέλτιστη εξήγηση(Inference to the Best Explanation, IBE): συνίσταται στο ότι από την ικανότητα μιας θεωρίας να προσφέρει την καλύτερη δυνατή εξήγηση των φυσικών φαινομένων έπεται η αλήθεια της. Συνεχίζουμε με τις βασικές μορφές της εργαλειοκρατίας: 1) την εξαλειπτική: οι όροι που δηλώνουν φυσικές μη παρατηρήσιμες οντότητες (θεωρητικοί όροι) , π.χ. ‘ηλεκτρόνιο’, μπορούν να εξαλειφθούν εντελώς από την επιστημονική γλώσσα και 2) την μη εξαλειπτική: δεν είναι σκοπός των επιστημονικών θεωριών να αναζητήσουν κάτι περισσότερο πίσω από τα φαινόμενα είτε αυτά υπάρχουν είτε όχι. Η αντιρεαλιστική θέση του van Fraassen ονομάζεται κατασκευαστικός εμπειρισμός (constructive empiricism)και υποστηρίζει οτι η επιστήμη σκοπεύει να μας δώσει θεωρίες, οι οποίες είναι εμπειρικά επαρκείς και η αποδοχή μιας θεωρίας ενέχει την πεποίθηση μόνο ότι αυτή είναι εμπειρικά επαρκής. Προϋπόθεση της θέσης του είναι η διάκριση παρατηρήσιμου και μη παρατηρήσιμου, η οποία εγείρει ενστάσεις. Από την ανάλυσή μας καταλήγουμε ότι η προσέγγισή του van Fraassen είναι ενδιαφέρουσα γιατί επιχειρεί να αποδώσει συστηματικά τη θέση της μη εξαλειπτικής εργαλειοκρατίας ότι η επιστήμη επιδιώκει να περιγράψει με ακρίβεια τα φαινόμενα χωρίς να μπορεί να αποφανθεί για κάτι βαθύτερο που βρίσκεται πίσω από αυτά. Οπότε, δεν έχει καταφέρει να καταρρίψει την οντολογική θέση του ρεαλισμού ότι υπάρχουν μη παρατηρήσιμες οντότητες. Η προσπάθειά του να αποδείξει τη διάκριση παρατηρήσιμου – μη παρατηρήσιμου ακολουθώντας τον δρόμο του κατασκευαστικού εμπειρισμού τον οδήγησε μάλλον στο να κάνει λήψη του ζητουμένου και άρα σε αδιέξοδο. Βέβαια , κάτι τέτοιο δεν μειώνει την αξία της προσφοράς του van Fraassen, αφού εκείνος είναι εισηγητής μιας νέας θεωρίας και νέων όρων, όπως η εμπειρική επάρκεια, δίνοντας έτσι το έναυσμα για περαιτέρω μελέτη και έρευνα στο πεδίο της φιλοσοφίας της επιστήμης. / The occasion of this dissertation is the conflict between the scientific realism and instrumentalism with regard to the unobservable entities. Specifically, the aim is to study and evaluate the instrumentalist approach to science, emphasising on the form of instrumentalism supported in the work of Bastian Cornelis van Fraassen (The Scientific Image), the constructive empiricism. The basic questions to be dealt with are:1) What advocates scientific realism? 2)What do we mean when we talk about the instrumentalist approach to science? 3) What is the instrumentalist approach to science in van Fraassen's work? The first part of the thesis deals with the term "realism" setting as a starting point the theory of Ideas of Plato, reaching the modern scientific realism. So we have: 1) Platonism, 2) the Direct Realism, 3) the Indirect Realism, 4) the Scientific Realism. Each of the above-expressing the term "realism" differently. This thesis focus more on the analysis of the scientific realism, because it will be compared with the instrumentalist approaches to science. The Scientific realism argues that the purpose of science is to give us a literally true description of the world and that the best (more mature) scientific theories offer us approximately true descriptions of the world. Therefore, entities that describe is real (eg. electrons). Arguments in favor of the scientific realism are the following: A)the argument of non-miracle (NMA), according to which "realism is the only philosophy of science that does not make the success of science a miracle." (Putnam, 1975). B)the argument of the Inference to the Best Explanation( IBE) is that from the ability of a theory to offer the best possible explanation of natural phenomena follows the truth of a theory. We continue with the basic forms of instrumentalism: 1) the eliminative: the terms that indicate physical unobservable entities (theoretical terms), eg 'electron', can be eliminated completely by the scientific language and 2) the non-eliminative: the aim of the scientific theories is not to seek something more behind the phenomena whether they exist or not. The van Fraassen's antirealistic view called constructive empiricism and it can be classifiable in the non-eliminative instrumentalism. Supports that science aims to give us theories which are empirically adequate and acceptance of a theory involves the belief that this is only empirically adequate. Precondition of his position is the distinction between observable and non-observable, which raises objections. His attempt to distinguish the observable from unobservable seem to have led his to an impasse. Of course, this does not diminish the value of its offer, since he is rapporteur of a new theory and new terms, such as empirical adequacy, thus triggering further study and research in the field of philosophy of science.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε και προσομοιώθηκε η επίδραση των μεταβατικών φαινομένων σε μεταλλικές κατασκευές. Συγκεκριμένα μελετήθηκαν οι επιπτώσεις της πτώσης ενός κεραυνού σε ένα πλοίο. Για την πραγματοποίηση αυτής της μελέτης χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα προσομοίωσης emp3 , το οποίο έχει κατασκευασθεί από την εταιρία field precision και είναι κατάλληλο για τη μελέτη τέτοιων φαινομένων. Το emp3 στηρίζεται στη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων στο πεδίο του χρόνου (FETD-FINITE-ELEMENT-TIME-DOMAIN) και καταλήγει σε συμπεράσματα με πλήρη επίλυση των εξισώσεων του Maxwell χρησιμοποιώντας μια ψευδογλώσσα επιπέδου assembly .Στο υποπρόγραμμα mesh.exe σχεδιάστηκε ένα πλοίο και το περιβάλλον του και στη συνέχεια δημιουργήθηκε το αρχείο .ein στο οποίο χωρίστηκε η διάταξη σε διάφορες περιοχές ανάλογα με τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες της καθεμίας, με σκοπό να παρατηρήσουμε τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που δημιουργεί το μεταβατικό φαινόμενο (κεραυνικό πλήγμα) στις τρείς διαστάσεις. Τέλος, τρέξαμε το αρχείο .ein στο emp3.exe και παραθέσαμε τα αποτελέσματα της προσομοίωσης που προέκυψαν τόσο από το υποπρόγραμμα vemp3.exe όσο από το υποπρόγραμμα probe.exe και εξαγάγαμε κάποια συνολικά συμπεράσματα. Στο πρώτο Κεφάλαιο θα γίνει αναφορά στο φυσικό φαινόμενο του κεραυνού και συγκεκριμένα στους τρόπους δημιουργίας του,στις παραμέτρους του καθώς και στους παράγοντες που τον επηρεάζουν. Στο δεύτερο Κεφάλαιο θα γίνει ανάλυση των διεργασιών που ακολουθούν την πτώση ενός κεραυνού σε ένα πλοίο και συγκεκριμένα στις επαγόμενες τάσεις και στα παραγόμενα ηλεκτρομαγνητικά πεδία καθώς και στις βλάβες που προκαλούνται τόσο στο πλοίο όσο και στα εξαρτήματα του. Στο τρίτο Κεφάλαιο θα γίνει ανάλυση του προγράμματος προσομοίωσης emp3 ,της μεθόδου στην οποία στηρίζεται ,της ψευδογλώσσας που χρησιμοποιεί και του έτοιμου παραδείγματος bdeflect με σκοπό την κατανόηση της διαδικασίας προσομοίωσης και των αποτελεσμάτων. Στο τέταρτο Κεφάλαιο θα γίνει η παρουσίαση της διαδικασίας προσομοίωσης και των αποτελεσμάτων. Συγκεκριμένα παρατείθεται η κατασκευή της γεωμετρίας του πλοίου και του περιβάλλοντος του,ο χωρισμός της συνολικής διάταξης σε περιοχές με διαφορετικά ηλεκτρομαγνητικά χαρακτηριστικά, η εισαγωγή του κώδικα στο emp3.exe τα αποτελέσματα που εξήχθησαν στα vemp3.exe και probe.exe καθώς και ορισμένα συμπεράσματα που προέκυψαν από τη διεξαγωγή της παρούσας διπλωματικής εργασίας. / In this dissertation the effect of the transient phenomena in metallic structures was studied and simulated.Specifically. were studied the effects of a lighting stroke on a ship. In order to carry out this study,was used the simulation program emp3, which is manufactured by the company field precision and is suitable for the study of such phenomena. The emp3 program is based on the method FETD-FINITE-ELEMENT-TIME-DOMAIN and concludes with complete resolution of Maxwell's equations using a pseudocode level assembly.In the subprogram mesh.exe was designed the ship and its environment and then was created the .ein file, in which the construction was divided in different regions depending on the electromagnetic characteristics of each area, in order to observe the fields that were created by the transient phenomenon (lighting stroke), in three dimensions. Finally, we ran the file .ein in emp3.exe and presented the simulation results, which were obtained from both the subprogram vemp3.exe and the subprogram probe.exe and drew some overall conclusions. In the first chapter there will be a reference to the natural phenomenon of lightning strike and specifically to the ways of it's creation, its parameters and the factors that influence it.Ιn the second chapter there is the analysis of the processes, which follow the fall of a lightning stroke on a ship and specifically the induced voltages generated electromagnetic fields and also the harms caused both to the ship and it's components. In the third chapter there is the analysis of the simulation program emp3, the method which it is based on, the pseudocode which is used and the already existed example bdeflect in order to understande the process simulation and results.In the fourth chapter the simulation process and the results are given. Specifically, the construction of the geometry of the ship and its environment, the separation of the total provision in areas with different magnetic characteristics, the insertion of the code in emp3.exe,the results exported to vemp3.exe and probe.exe and some conclusions drawn during this thesis are presented.

Μια σχετικά νέα περιοχή έντονης ερευνητικής δραστηριότητας ασχολείται με τη μελέτη των οπτικών ιδιοτήτων κβαντικών συστημάτων (ατόμων/μορίων και ημιαγώγιμων κβαντικών τελειών) συζευγμένων με πλασμονικές (μεταλλικές) νανοδομές. Τα ισχυρά πεδία και ο έντονος περιορισμός του φωτός που σχετίζονται με τους πλασμονικούς συντονισμούς οδηγούν σε ισχυρή αλληλεπίδραση μεταξύ των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και των κβαντικών συστημάτων κοντά σε πλασμονικές νανοδομές. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας τα κβαντικά συστήματα μπορεί να επιτευχθεί εξωτερικός έλεγχος των οπτικών ιδιοτήτων της υβριδικής φωτονικής δομής. Στη διδακτορική διατριβή μελετάται θεωρητικά και υπολογιστικά η οπτική απόκριση συμπλεγμάτων κβαντικών συστημάτων με μεταλλικές νανοδομές, δίνοντας έμφαση σε μη-γραμμικές και κβαντικές οπτικές διαδικασίες. Στα συστήματα αυτά τα επιφανειακά πλασμόνια των μεταλλικών νανοδομών επηρεάζουν σημαντικά, τόσο το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρούν τα κβαντικά συστήματα, όσο και το ρυθμό αυθόρμητης εκπομπής των κβαντικών συστημάτων. Μελετάμε απλές και πολύπλοκες μεταλλικές νανοδομές, όπως μια μεταλλική νανοσφαίρα και μια διδιάστατη διάταξη διηλεκτρικών νανοσφαιρών επικαλυμμένων με μέταλλο (μεταλλικοί νανοφλοιοί). Τα κβαντικά συστήματα είναι άτομα/μόρια και κυρίως ημιαγώγιμες κβαντικές τελείες και περιγράφονται από συστήματα δύο, τριών και τεσσάρων ενεργειακών επιπέδων. Δείχνουμε ότι, φαινόμενα όπως δημιουργία κβαντικής συμβολής στην αυθόρμητη εκπομπή, σύμφωνη ελεγχόμενη αναστροφή πληθυσμού, οπτική διαφάνεια και κέρδος χωρίς αναστροφή πληθυσμού, δημιουργία αργού φωτός, τροποποιημένη οπτική μη-γραμμικότητα Kerr και μίξη τεσσάρων κυμάτων, όπως και φαινόμενα ελέγχου μέσω φάσης, εμφανίζονται στα κβαντικά συστήματα και τροποποιούνται σημαντικά λόγω της ύπαρξης της μεταλλικής νανοδομής. / A relatively new area of active research involves the study of the optical properties of quantum systems (atoms/molecules and semiconductor quantum dots) coupled to plasmonic (metallic) nanostructures. The large fields and the strong light confinement associated with the plasmonic resonances enable strong interaction between the electromagnetic field and quantum systems near plasmonic nanostructures. In addition, using the quantum system one may achieve external control of the optical properties of the hybrid photonic structure. In this thesis we analyze both theoretically and computationally the optical response of hybrid nanosystems comprised of quantum emitters and plasmonic nanostructures. We put emphasis on the study of nonlinear and quantum optical processes. In these systems the spontaneous decay rate and the electromagnetic field that interacts with the quantum emitter is significantly modified by the surface plasmons of the plasmonic nanostructures. We study cases of both simple and more involved plasmonic nanostructures. An example of a simple plasmonic nanostructure considered in this thesis is a metallic nanosphere, while a more involved one is a two-dimensional array of metal-coated dielectric nanospheres. The quantum systems are atoms/molecules and especially semiconductor quantum dots and are described by two-level, three-level or four-level systems. We find that several coherent optical phenomena that happen in the quantum systems can be strongly influenced by the presence of the plasmonic nanostructure. Specifically, we show that effects such as quantum interference in spontaneous emission, controlled population inversion, optical transparency and gain without inversion, slow light, enhanced nonlinear optical Kerr effect and four-wave mixing as well as phase-dependent absorption and dispersion profiles can be created and modified.

Η περιοχή του ανατολικού τμήματος της τάφρου της Κορίνθου αποτελεί μια ταχύτατα αναπτυσσόμενη περιοχή φιλοξενώντας σημαντικότατες υποδομές. Η ανάπτυξη αυτής της περιοχής είναι απειλούμενη από την εξίσου σημαντική σεισμική δραστηριότητα που εμφανίζει και είχε ως αποτέλεσμα, σε προηγούμενους ιστορικούς χρόνους εκτεταμένες καταρρεύσεις κτηρίων, θανάτους ή και την πλήρη καταστροφή πόλεων. Σήμερα, νέες επιστημονικές μέθοδοι επικεντρώνονται στα εντυπωσιακά ρηξιγενή πρανή που τη διατρέχουν, η δράση των οποίων θεωρείται υπεύθυνη για τα ισχυρά σεισμικά επεισόδια που συμβαίνουν στην περιοχή. Η εκτίμηση των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των ενεργών ρηγμάτων που εντοπίζονται στο θαλάσσιο και στο χερσαίο νότιο τμήμα της τάφρου οδήγησε σε μορφοκλασματικές κατανομές των δύο πληθυσμών από όπου προέκυψε ότι η κυρίαρχη διαδικασία ανάπτυξης των ρηγμάτων στον Κορινθιακό κόλπο είναι η συνένωση μικρότερων ρηγμάτων. Η διαδικασία αυτή φαίνεται να βρίσκεται σε ένα πιο πρώιμο στάδιο στον θαλάσσιο πληθυσμό, ενώ αντίθετα ο χερσαίος πληθυσμός έχει εισαχθεί σε ένα στάδιο ωριμότητας της παραμόρφωσης. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι ο διαχωρισμός σε μήκη ρηγμάτων μικρότερα και μεγαλύτερα από 5km αναπαριστά ένα ανώτερο όριο στο οποίο πραγματοποιείται η αλλαγή στον τρόπο ανάπτυξης των ρηγμάτων αλλά μπορεί να συσχετιστεί και με την υποκείμενη μηχανική στρωμάτωση. Από αυτές τις κατανομές επιλέχθηκε μια ομάδα δεκατεσσάρων ρηγμάτων που αποτελούν σαφώς προσδιορισμένες σεισμικές πηγές και κυριαρχούν σε περιοχές με υψηλή σεισμικότητα. Ιδιαίτερα μελετήθηκε το ρήγμα των Κεγχρεών το οποίο είναι παρακείμενο σημαντικών υποδομών και στο οποίο πραγματοποιήθηκε γεωμορφολογική ανάλυση που απέδειξε ότι όλο το ρήγμα είναι ενεργό, αλλά και παλαιοσεισμολογική εκσκαφή στην οποία αναγνωρίστηκαν τρία τουλάχιστον σεισμικά γεγονότα μεγέθους 6.3 με κυμαινόμενη περίοδο επανάληψης. Τέλος, για αυτή την ομάδα ρηγμάτων κατασκευάστηκαν δενδροδιαγράμματα εκτίμησης της σεισμικής επικινδυνότητας από τα οποία υπολογίστηκε η ένταση Arias με τη χρήση διαφορετικής βαρύτητας εμπειρικών σχέσεων. Συνεκτιμώντας τη γωνία κλίσης του πρανούς, την επικρατούσα λιθολογία στην επικεντρική περιοχή καθώς και τα όρια της έντασης Arias εντοπίστηκαν θέσεις που εμφανίζονται επιδεκτικές σε διάφορους τύπους δευτερογενών φαινομένων, όπως ρευστοποιήσεις, ολισθήσεις και πτώσεις βράχων. Οι παράκτιες περιοχές των πόλεων του Κιάτου της Κορίνθου, του Λουτρακίου και οι βόρειες ακτές της χερσονήσου της Περαχώρας φαίνεται να επηρεάζονται σε σημαντικότερο βαθμό από την ενεργοποίηση τέτοιων φαινομένων. / The area of the eastern part of the Gulf of Corinth constitutes a rapid developing region hosting significant infrastructures. The significant seismic activity put a threat on this development as it has been noticed during historical time, triggering extensive collapses, human casualties and total disaster of cities. Today new scientific methods are implemented on the spectacular fault arrays that dissect the graben and whose activity is related to the important seismic events, occurred in the area. The scaling properties estimation of the active faults along the Gulf, both onshore and offshore, defines the fractal distributions of both populations. These fractal distributions show that the main fault growth process is the linkage and interaction between smaller fault segments. The offshore population is characterized by an earlier stage of this process, whereas the onshore population indicates a more mature stage of deformation. Additionally, the subdivision of fault length above and beyond 5km represents a maximum bound, where the change in the growth process takes place, but it can also be associated with the underlying crustal mechanical layering. These fractal distributions determine a selection of a group of fourteen active faults that represent unambiguous seismic sources located on highly seismic areas. From this group, the Kencreai fault was especially studied due to its proximity to essential infrastructure. The geomorphology and palaeoseimological analysis of this fault reveal that the fault is active all along its trace, hosting at least three major seismic events with maximum magnitude 6.3 and fluctuant recurrence interval. Finally, for this fault group, seismic hazard assessment logic trees are produced, that calculate the Arias intensity considering the uncertainty of different attenuation relationships. By evaluating the slope gradient, the lithology conditions in the epicentral area and the upper bounds of the Arias intensity, areas highly susceptible to future site effects such as liquefactions, landslides and rock falls are located. The coastal areas of the Kiato, Corinthos and Loutraki cities and the north coast of the Perachora peninsula as well seem more influenced by site effects induced by major earthquakes.