No description available.

Doctor of Philosophy / Physics / Christopher M. Sorensen / We present light scattering studies of irregularly shaped particles which significantly affect the climate. We built and calibrated our apparatus which was able to measure all six independent scattering matrix elements. Our apparatus detects light from 0.32° to 157° simultaneously. We studied all six scattering matrix elements of irregularly shaped Arizona Road Dust which behave differently than those of spheres. We strongly focused on the most important scattering matrix element – the phase function, scattered intensity vs. the scattering angle, which we applied Q-space analysis to. Q-space analysis involves plotting the scattering intensity vs. the magnitude of the scattering wave vector q or qR with R the radius of a particle, on a double logarithmic scale. We measured and studied the phase functions of Al₂O₃ abrasives; compared the scattering from the abrasives with the scattering of spheres. To generalize the study, we collected a large amount of experimental and theoretical data from our group and others and applied Q-space analysis. They all displayed a common scattering pattern. The power law exponents showed a quasi-universal functionality with the internal coupling parameter ρ'. In situ studies of the soot fractal aggregates produced from a burner were also conducted. A power law exponent -1.85 is seen to imply the aggregates have fractal dimension of D[subscript f]=1.85. The overall work presented shows Q-space analysis uncovers patterns common to all particles: a q-independent forward scattering regime is followed by a Guinier regime, a power law regime, and sometimes an enhanced back scattering regime. The description of the patterns applies to spheres as well, except the power law regime has more than a single power law. These simple patterns give a unified description for all particle shapes. Moreover, the power law exponents have a quasi-universal functionality with ρ' for non-fractal aggregates. The absolute value of the exponents start from 4 when ρ' is small. As ρ' increases, the exponents decrease until the trend levels off at ρ'≳10 where the exponents reach a constant 1.75±0.25. All the non-fractal particles fall on the same trend regardless of the detail of their structure.

Υπάρχουν πολλές ερευνητικές εργασίες σε σχέση με τη συμπεριφορά των μαθητών στην ατζέντα της επίλυσης προβλήματος. Η πλειονότητα αυτών των εργασιών αναφέρεται σε φοιτητές πανεπιστημίου ή σε μαθητές των τελευταίων τάξεων της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Όσες από αυτές καταπιάνονται με μικρότερους μαθητές δίνουν περισσότερο έμφαση στη συμπεριφορά των μαθητών σε αντιπαραβολή με συγκεκριμένα στοιχεία της επίλυσης προβλήματος όπως η διατύπωση εικασιών, η επαλήθευση ή η λήψη αποφάσεων. Επιπλέον στα πλαίσια αυτής της παράδοσης της επίλυσης προβλήματος δε συνηθίζεται να δίνεται έμφαση σε κάποιο συγκεκριμένο μαθηματικό θέμα. Έτσι προτείνεται από την παρούσα εργασία η Επίλυση Προβλήματος Συνυφασμένη με μια Έννοια (ΕΠΣΕ) (στην περίπτωσή μας αυτήν του εμβαδού) η οποία σε ένα πρώτο στάδιο μέσα από μια σειρά προβλημάτων με κοινό εννοιολογικό υπόβαθρο εφοδίασε τους μαθητές- λύτες με μια συλλογή τεχνικών σχετικών με τη συγκεκριμένη έννοια. Αργότερα η χρήση των τεχνικών αυτών δεν ενίσχυε πια την έννοια, και αντί γι αυτό οι λύτες ενέπλεξαν την καλή γνώση της έννοιας που πια κατείχαν προκειμένου να οργανώσουν τις γνωστές μεθόδους τις σχετικές με την έννοια ώστε να δρομολογήσουν στρατηγικές που θα οδηγούσαν στη λύση. Αυτή η πλατφόρμα της ΕΠΣΕ υποστηρίζει την επιχειρηματολογία του λύτη και οδηγεί στην ανάπτυξη ιδιαίτερα εντυπωσιακών στρατηγικών. Τα παραπάνω αποκτούν ενδιαφέρον και για έναν ακόμη λόγο, αυτόν της συμβολής του υπολογιστικού περιβάλλοντος σε κάποια από τα στοιχεία της επίλυσης προβλήματος, όπως αυτό της επαλήθευσης, όπου καταγράφηκαν τα περιθώρια που παρέχει ένα τέτοιο περιβάλλον για την ανάπτυξη επαληθευτικών διαδικασιών σε μεγάλη συχνότητα και ποικιλία ως προς τη μαθηματική τους βαρύτητα. Τέλος η πλατφόρμα που παρουσιάζουμε στην εργασία αυτή, αφήνεται ως ανοιχτή ιδέα για την εφαρμογή της και σε άλλες έννοιες πέρα από το εμβαδόν, του οποίου η περίπτωση πιστεύουμε ότι αποτελεί ένα καλό υπόδειγμα / There are many studies concerning students' behavior in the problem solving agenda. The majority of them refers either to college students or students of upper secondary school. Some of them who deal with younger pupils give more emphasis to the students' behavior vis-a-vis with certain problem solving elements such as conjecturing, verification or decision making. Moreover, this problem solving traditiondoes not usually stress a constant mathematical theme. This is why we propose the term 'Problem Solving Ancillary to a concept' (APS) in our case that of area. In a first stage APS equippes students-solvers with a set of techniques relevant to the specific concept through a series of problems with common conceptual backdrop (in our case that of the area). Later the usage of these techniques does not enhance the concept any more. Instead of this the solvers involved their knowledge of the concept they already possessed in order to organize the known methods that were relevant to the concept so as to set up effective strategies that could solve the problem. The APS platform gives an unusual support to solvers' reasoning and this results to developing quite impressive strategy-making. There is one more reason making all of the above mentioned important: the contribution of the computer environment to some of the problem solving elements such as verification. We recorded and present the development of verification processes in this environment. These processes were more frequent and in a great variety compared to the ones in paper and pencil environment. Finally APS-platform is presented as an open idea beyond area. The case of area however is an excellent example towards this perspective.