Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία ασχολείται με τον άμεσο υπολογισμό του μη γραμμικού δείκτη διάθλασης με τη βοήθεια μιας απλής μαθηματικής σχέσης και ενός πίνακα που παράγαμε, εφαρμόζοντας την τεχνικής Ζ-scan με απευθείας μέτρηση των διαστάσεων της δέσμης και τη χρήση ελλειπτικής γκαουσιανής δέσμης. Προτού αναφερθούμε στη μέθοδο υπολογισμού που προτείνουμε, θα γίνει εισαγωγή στη μη γραμμική οπτική, στη συνέχεια θα αναλυθούν οι βασικές μορφές των δεσμών λέιζερ που χρησιμοποιούνται και μετά τα φαινόμενα της αυτό-εστίασης και από-αύτο-εστίασης, που είναι βασικά για την κατανόηση της λειτουργίας της τεχνικής Ζ-scan και της ερμηνείας των καμπυλών Ζ-scan. Έπειτα παρουσιάζεται η τεχνική Ζ-scan και οι διάφορες παραλλαγές της με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους. Κατόπιν μελετάται η μορφή των καμπυλών Ζ-scan με απευθείας μέτρηση των διαστάσεων της δέσμης για κυκλικές και ελλειπτικές Γκαουσιανές δέσμες. Τέλος, εξηγούμε πως μέσω πολλών εξομοιώσεων Ζ-scan που πραγματοποιήσαμε, καταφέραμε να παράγουμε τη μαθηματική σχέση και τον αντίστοιχο πίνακα, που μας φέρνουν στο επιθυμητό αποτέλεσμα του υπολογισμού του μη γραμμικού δείκτη διάθλασης ενός υλικού αποφεύγοντας τους επίπονους και χρονοβόρους μαθηματικούς υπολογισμούς του παρελθόντος. / -

Στόχος της εργασίας αυτής είναι αφενός μεν η διερεύνηση των νοητικών παραστάσεων των μαθητών 14-15 ετων σε σχέση με τη διάθλαση του φωτός, αφετέρου η διδακτική παρέμβαση σε ένα δείγμα 213 μαθητών διαφόρων σχολείων με τέσσερις διαφορετικές στρατηγικές. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η χρήση των προσομοιώσεων σχεδιασμένων με το λογισμικό ανοικτού τύπου Interactive Physics συνέβαλλε ουσιαστικά στο μετασχηματισμό των αρχικών νοητικών παραστάσων των μαθητών και βελτίωσε ποσοτικά αλλά και ποιοτικά την επίδοση των μαθητών στο γνωστικό αντικείμενο. / This work is the inverstigation of mental representations of 14-15 secondary educatinal students in relation to the refraction of light and the teaching in a samle of 213 students with four different strategies.The results showed that the use of simulations designed with the open source software Interactive Physics significantly contributed to the trasformation of the initial mental representations of students and improved quantitatively and qualitatively the progress of students in the subject .