<p>Denne oppgaven tar for seg naturvitenskapens egenart som tema i programfaget fysikk i videregående skole. I læreplanen K06 har kunnskap om naturvitenskapens egenart blitt mer aktuelt, og temaet har fått økt oppmerksomhet i de senere årene. Videre ønsker man å legge mer vekt på kvalitative undervisningsmetoder fordi elever har uttrykt at det er ønskelig gjennom FUN, en undersøkelse om fysikkutdanning i Norge. Denne oppgaven tar mål av seg å knytte det økte fokuset på naturvitenskapens egenart opp mot elevers ønske om hyppigere bruk av kvalitative undervisningsmetoder. Jeg har derfor utviklet et undervisningsopplegg i programfaget Fysikk 2 i videregående skole der hensikten er å vektlegge disse sidene av fysikkfaget. Undervisningsopplegget bruker drama som metode for å arbeide med fysikkens historie. Opplegget tar utgangspunkt i kvantefysikken og striden mellom Niels Bohr og Albert Einstein. I tilknytning til undervisningsopplegget har jeg utviklet et ressurshefte som beskriver hovedtrekk i kvantefysikkens utvikling. Ressursheftet legger det fysikkfaglige grunnlaget for undervisingsopplegget. Undervisningsopplegget avsluttes med at elevene dramatiserer en debatt mellom Bohr og Einstein. Siden jeg har utviklet et undervisningsopplegg på bakgrunn av det økte fokuset på naturvitenskapens egenart og elevers ønske om hyppigere bruk av kvalitative undervisnings-metoder har jeg også undersøkt om det virker etter sin hensikt. Jeg var derfor interessert i å se hvordan elevene tok i mot undervisningsopplegget og hvilket læringsutbytte opplegget ga elevene. Dette resulterte i følgende forskningsspørsmål: Hvordan fungerer undervisningsopplegget med tanke på elevenes læringsutbytte og motivasjon? Hvilke oppfatninger har elevene om naturvitenskapens egenart slik det kommer til uttrykk i rollespilldebatten? Opplegget ble prøvd ut i en Fysikk 2 klasse. Deler av undervisningsopplegget (rollespill-debatten) ble filmet og spørreskjema ble delt ut til elevene etter endt undervisning. Dette utgjør datagrunnlaget for undersøkelsen. Resultatene fra denne undersøkelsen kan tyde på undervisningsopplegget fungerer etter sin hensikt med tanke på elevenes læringsutbytte og motivasjon. Elevene gir uttrykk for at kompetansemålene, undervisningsopplegget tar mål av seg å dekke, jevnt over oppnås. Bruk av drama som metode virket å ha en motiverende effekt på elevene uten at det gikk utover det fysikkfaglige. Elevene gjør det klart at uenighet og åpne diskusjoner er viktige ingredienser for utvikling av kunnskap innen for vitenskapen. Videre viktiggjør elevene betydningen av forskerfelleskap og eksperimentelle resultater og teorier som publiseres for å kunne bli vurdert av andre. Mine konklusjoner i forhold til undervisningsopplegget er at det gjennom bruk av drama er med på å motivere elevene til å lære fysikk og om historie i fysikkundervisningen. Etter utprøvingen av dette undervisningsopplegget kan det tyde på at elever kan trenge mer trening i å uttrykke seg muntlig i fysikk. Til slitt vil jeg nevne på ved at undervisningsopplegget tar fokus bort fra formler og regneoppgaver og erstatter det med kreativitet og sosial aktivitet gjør at opplegget også henvender seg til elever som i utgangspunktet ikke er skolevinnere. Utviklingen av undervisningsopplegget og analysen av innsamlede datamaterialet har resultert i spesifikke anbefalinger med hensyn til motivasjonstips, gjennomføring og tidsbruk.</p>

<p>Oppgaven tar for seg elevers gruppediskusjoner med utgangspunkt i en kraftplattform og en heis som arena. Jeg har utviklet og prøvd ut et undervisnings opplegg hvor elever bruker en elektronisk kraftplattform som gir brukeren en grafisk fremstilling av normalkraft i sanntid. Undervisningsopplegget som prøves ut er laget for Fysikk 1 og dekker kompetansemål innen hovedområdet klassisk fysikk. Elevene gjør også bruk av muntlige og digitale ferdigheter, noen av de grunnleggende ferdighetene som også er en del av fagkompetansen i fysikk. Opplegget er prøvd ut i en klasse i videregående skole, hvor elevene arbeider i gruppe á fem elever. De gjorde eksperimenter i en heis og diskuterte målingene de gjorde i sammenheng med det de opplevde på kroppen. Resultatene er diskutert i lys av kjente forestillinger i mekanikk og kjente teorier om språkets betydning for læring. Resultatene fra undersøkelsen viser at kraftplattformen har et godt potensial for undervisning i mekanikk fordi den kobler sammen ulike representasjonsformer i fysikk. Målingene presenteres i sanntid og elevene kan se teori og eksperimentelle resultater i sammenheng med egne opplevelser av fenomener med krefter og bevegelse.</p>

<p>I studien, Sosialiseringseffekt i skolen: Praksisfellesskapers påvirkning på nyutdannede matematikklæreres identitet, undersøkes ulike praksisfellesskapers påvirkning på nyutdannede matematikklæreres identitet som beskrevet gjennom deres fortellinger. Studien er gjort på bakgrunn av en arbeidsdefinisjon av sosialiseringseffekten. Med utgangspunkt i et situert læringssyn er sosialiseringseffekten definert som praksis¬fellesskapers påvirkning på en lærers identitet. I undersøkelsen gjennomføres narrative intervju med tre nyutdannede matematikk¬lærere. Utgangspunktet for metodevalget er en operasjonalisering av identitetsbegrepet, hvor egenfortelling innlemmes i definisjonen. Narrative intervju gir både en biografisk dybde i de nyutdannede matematikklærernes opplevelser, og en bredde i de historiske, sosiale og kollektive sammenhenger som er forbundet med opplevelsene. Metoden gjør det derfor mulig å tegne læreridentiteter. I tillegg utarbeides det en videreutvikling av begrepet sosialiseringseffekt, som gjøres på bakgrunn av en teoretisk studie av identi¬tets¬begrepet. Videre berikes teoriutviklingen med de nyutdannede matematikk¬lærernes beskrivelser av sin yrkesdebut. Resultatene viser at sosialisering av nyutdannede matematikklære kan foregå gjennom skjulte og synlige praksisfellesskaper, og de rommer både lærer- og elevgrupper, i tillegg til samarbeidsgrupper i lærerutdanningens praksisperioder. Metaforen, den didaktiske kontrakt, har gjort det mulig å skildre elevers reaksjoner på en lærers klasseroms¬praksis, og har derfor bidratt til beskrivelser av læreres sosialisering inn i klasserommets praksisfellesskap. Videre belyses og utdypes det i undersøkelsen at sosialiseringsprosesser er et samspill mellom individets valg og situasjonens begrensende faktorer. Et situert læringssyn koordinerer kognitive og sosiale aspekter i identitetsbegrepet. For å kunne beskrive individers innvirkning på sosialiserings¬prosessen har det i tillegg vist seg hensiktsmessig å sette identitetsbegrepet i sammenheng med habitusteori.</p>

<p>Hilbert (1862 - 1943) fulgte Euklid (rundt år 300 før vanlig tidsregning) i sin oppbygging av den nøytrale, euklidske og hyperbolske geometrien. Hilberts aksiomer representerer i så måte en historisk viktig del av geometri. Birkhoff (1884 - 1944) på sin side dannet grunnlaget for en annen oppbygging knyttet til egenskaper fra den moderne matematikken. De to oppbyggingene er logisk ekvivalente og kan derfor utledes fra hverandre. Hyperbolsk geometri skiller seg fra euklidsk geometri med ved et essensielt punkt, nemlig parallellpostulatet. Nøytral geometri tar for seg fenomener som opptrer både i hyperbolsk og euklidsk geometri. Oppdagelsen av den hyperbolske geometrien kom som en følge av at man tillot å tenke at det fantes andre muligheter enn det euklidske parallellpostulatet. I denne oppgaven vil det redegjøres for den historiske bakgrunnen til geomtrien ved å se på aksiomett basert på Hilberts og Birkhoffs betraktninger. Vi tar for oss forskjellen mellom disse ulike innfallsvinklene, og det vises at Hilberts aksiomer følger av aksiomsettet tuftet på Birkhoff. Vi redegjør for nøytral geometri og hyperbolsk geometri spesielt. Det utledes dermed resultater vi trenger i for å redegjøre for modeller for den hyperbolske plangeometri. For den euklidske plan-geometrien har vi spesielt en god modell; det kartesiske planet. Dette gjelder derimot ikke for den hyperbolske plan-geometrien. Vi redegjør for flater i rommet på jakt etter en modell for det hyperbolske planet. Dermed ser vi på Poincarès modell for det hyperbolske planet og tilslutt hvordan vi kan tolke det hyperbolske planet som flaten til pseudosfæren.</p>

In this thesis, we solve the seismic inverse problem in a Bayesian setting and perform the associated model parameter estimation. The subsurface rock layers are represented by categorical variables, which depends on some response variables. The observations recorded appear as a convolution of these response variables. We thus assess the categorical variables' posterior distribution based on a prior distribution and a convolved likelihood distribution. Assuming that the prior model follows a Markov chain, the full model becomes a hidden Markov model. In the associated Posterior-Prior deconvolution algorithm, we approximate the convolved likelihood in order to use the recursive forward-backward algorithm. The prior and likelihood distributions are parameter dependent, and two parameter estimation approaches are discussed. Both estimation methods make use of the marginal likelihood distribution, which can be computed during the forward-backward algorithm.In two thorough test studies, we perform parameter estimation in the likelihood. Approximate posterior models, based on the respective parameter estimates, are computed by Posterior-Prior deconvolution algorithms for different orders. The signal-to-noise ratio, a ratio between the observation mean and variance, is found to be of importance. The results are generally more reliable for large values of this ratio. A more realistic seismic example is also introduced, with a more complex model description. The posterior model approximations are here more poor, due to under-estimation of the noise parameter.

<p>We have studied various aspects of the <i>critical</i> properties of the Abelian Higgs model. The initial motivation to study this model is its relation to superconductivity, but the results extend beyond the realms of superconductivity. This thesis contains an introductory part and three research papers, all related to different aspects of the Abelian Higgs model.</p><p>Paper 1: We have investigated the properties of the model using a dual vortex representation. By focusing on the propagators of the gauge field <b>A</b> and the dual gauge field <b>h</b> we find a nice demonstration of the fact that <i>the dual</i> of a neutral condensate is isomorphic to a charged condensate. Finally this also provides firm support for the existence of a stable charged fixed point in the theory, distinct from the 3DXY fixed point.</p><p>Paper 2: The critical fluctuations in the Abelian Higgs model are vortex loops. We have studied the geometrical properties of these loops, and by using duality we have obtained scaling relations between the fractal dimension D_H of the loops and the anomalous dimension η_φ of the dual field theory.</p><p>Paper 3: We have calculated the GL parameter κ_tri separating a first order metal to superconductor transition from a second order one, κ_tri =(0.76±0.04))/√2. We also argue qualitatively that this κ_tri is the value separating type-I and type-II behavior, in contrast to the conventional value 1=√2. The calculations have been done including fluctuations in the amplitude and the phase of the matter-field, as well as fluctuations in the gauge field.</p><p>Paper 4: We have determined the effective interaction between vortices in the Ginzburg-Landau model from large-scale Monte-Carlo simulations. We find a change, in the form of a crossover, from attractive to repulsive effective vortex interactions in an intermediate range of Ginzburg-Landau parameters κε[0.76; 1]=√2, depending on temperature. We present a simple physical picture of the crossover, and relate it to observations in Ta and Nb elemental superconductors which have low-temperature values of κ in the relevant range.</p> / Papers I - 4 reprinted with kind permission of the American Physical Society. Copyright the American Physical Society.

We have studied various aspects of the critical properties of the Abelian Higgs model. The initial motivation to study this model is its relation to superconductivity, but the results extend beyond the realms of superconductivity. This thesis contains an introductory part and three research papers, all related to different aspects of the Abelian Higgs model. Paper 1: We have investigated the properties of the model using a dual vortex representation. By focusing on the propagators of the gauge field <b>A</b> and the dual gauge field <b>h</b> we find a nice demonstration of the fact that the dual of a neutral condensate is isomorphic to a charged condensate. Finally this also provides firm support for the existence of a stable charged fixed point in the theory, distinct from the 3DXY fixed point. Paper 2: The critical fluctuations in the Abelian Higgs model are vortex loops. We have studied the geometrical properties of these loops, and by using duality we have obtained scaling relations between the fractal dimension DH of the loops and the anomalous dimension ηφ of the dual field theory. Paper 3: We have calculated the GL parameter κtri separating a first order metal to superconductor transition from a second order one, κtri =(0.76±0.04))/√2. We also argue qualitatively that this κtri is the value separating type-I and type-II behavior, in contrast to the conventional value 1=√2. The calculations have been done including fluctuations in the amplitude and the phase of the matter-field, as well as fluctuations in the gauge field. Paper 4: We have determined the effective interaction between vortices in the Ginzburg-Landau model from large-scale Monte-Carlo simulations. We find a change, in the form of a crossover, from attractive to repulsive effective vortex interactions in an intermediate range of Ginzburg-Landau parameters κε[0.76; 1]=√2, depending on temperature. We present a simple physical picture of the crossover, and relate it to observations in Ta and Nb elemental superconductors which have low-temperature values of κ in the relevant range. / Papers I - 4 reprinted with kind permission of the American Physical Society. Copyright the American Physical Society.

Sammenligning av DFT og ReaxFF beregninger for å kunne validere gjorte beregninger som input til paramtreisering av kraftfelt i ReaXFF for C, Si og Ge.

Denne oppgaven tar for seg innsamling av data for optimerte geometrier, energier og ladninger for molekylstrukturer av aluminium, indium (gruppe 3-atomer) og arsen (gruppe 5-atom), samt hydrogen. All informasjon er samlet i et treningssett, som skal brukes for å lage parametre til ReaxFF – et beregningsprogram basert på reaktive kraftfelt. Det pågår for tiden et forskningsprosjekt på NTNU, der man prøver å lage solcelleskiver bestående av aluminumarsenid (AlAs) med indiumarsenid(InAs)-kvanteprikker. Disse tre atomtypene er ikke tidligere blitt parametrisert sammen, og målet med oppgaven var å kunne framskaffe parametre til ReaxFF, som gjør det mulig å simulere dynamiske prosesser som er relevante for InAs/AlAs-baserte systemer. Alle beregninger som er med i treningssettet er gjort med ADF2007, basert på kvantemekanikk (density functional theory, DFT), og inneholder 72 optimerte geometrier med mullikenladninger og 45 scan (strekk av binding, vinkelbøyning og torsjon).

Målet med denne oppgaven var blant annet å nærmere studere effekten av varmebehandling av cellene innenfor intervallet 37-50°C. Dette ble gjort ved å la cellene ligge 30 min i vannbad med den aktuelle temperaturen, ta ut 1ml cellesuspensjon hvert 45.min, farge denne prøven med Annexin og PI, og deretter kjøre den i flowcytometeret. Siden alle cellene hadde et signal for begge disse fargestoffene kunne intensiteten til disse signalene plottes i dot-plot. Ut i fra dette dot-plottet kunne det avgjøres om cellene var viable, apoptotiske eller nekrotiske. Resultatene viste at celler behandlet med vannbad med en temperatur på 44-45°C hadde en betydelig større andel celler i apoptose enn celler behandlet med andre temperaturer. De viste også at celler behandlet med vannbad med en temperatur på 50°C hadde en merkbart større andel celler i nekrose enn celler behandlet med lavere temperaturer. I diskusjonen har jeg også sett på sammenhengen mellom kaspaser og andelen celler i apoptose og nekrose ved henholdsvis 44-45°C og 50°C. Der konkluderer jeg med at det er ulike signalveier bestående av proteiner som kan være en av årsakene til den høye apoptoseandelen ved 44-45°C siden disse signalveiene medvirker i overgangene mellom initatorkaspasene, effektorkaspasene og utførelseskaspasene.