Livet, Universum, Fysik, Undervisning, Lärande och allting annat..

Uncategorized

Mina Grundämnen – Beryllium

Beryllium är ett av de grundämnen som inte borde finnas, den stabila isotopen Be-9 kan inte bildas genom fusion och Be-8 skulle bestå av två alfa, vilket inte är en partikel-stabil isotop, kan inte bildas. Beryllium kan vi dock få genom att tyngre kärnor genomgår fotodissociation.

Men samtidigt är det bra då beryllium är mycket giftigt för oss. Men samtidigt har det en rad mycket bra egenskaper, lätt, starkt och leder värme mycket bra, vilket gör att det används inom rymdindustrin (med ordentliga säkerhetsföreskrifter). Men vi kan hitta beryllium i ex. golfklubbor (beryllium-brons) vilket gör att en golfklubba kan innehålla tillräckligt mycket för att ta livet av en mellanstor stad.

Det är inte bara beryllium utan även berylliumoxid har bra värmeledningsegenskaper, samtidigt som det är en isolator. Detta gjode att BeO användes som isolationsplattor för högeffek-transistorer i ex. gas-lasrar. Man kunde också hitta BeO i laserrör hos vissa tillverkare. Numera är wolfram det som är vanligast även om BeO förkommer.

Beryllium har i tillägg en intressant position i periodesystemet som gör det intressant får beräkningar av atomstrukturen. Men samtidigt är det en metall med hög smältpunkt varför det saknades experimentella data under 1980-talet. Det var vid den tiden jag började titta på möjligheten att få en atomstråle av Be med en population av meta-stabila (långlivade tillstånd) som har låg sannolikhet att deexiteras till grundtillståndet. Test av andra metaller med hög smältpunkt visade att det var möjligt att få en stråle. Populationen kunde ökas genom en urladdning i strålen. Så i princip var det möjligt. Problemet som kvarstod var att få till en laser i ultraviolett. Detta var ett problem som då inte var löst, det är det idag, så lösningen var att exitera med pulsade lasrar och använda rf för att studera tillstånden.

Planen var att använda en smalfrekvent kontinuerlig laser och använda den som oscillator (seed) i en pulsad förstärkare. Vi hade tillgång till pulsade lasrar som kunde pumpa förstärkaren, men var tvungna att se om det skulle gå att få till. En gammal blixlamps pumpad färgämneslaser användes för ett första test. Vi såg en liten förstärkning i en uppställning som var långt i från optimal, så det såg ut att vara möjligt.

Vi designade en ny uppställning och skaffade uppgifter om kostnaden. Totalt ca350000 kr i den dagens penningvärde och skrev en ansökan till NFR (forskningsrådet) vilket var inom den angivna ramen. Problemet var att beloppet var stort och skulle behandlas av FRN istället, med de hade en undre gräns på 500000kr. Så ansökan som kom högt upp på rangeringen hamnade utanför på grund av beloppet.

Vad hände sedan? Grupp en förlorade några medlemmar och andra satsade på andra projekt, så det kom ingen uppföljning nästa år och projeket dog ut…

Så beryllium är lite speciellt för mig då jag har haft bruk för det samtidigt som det är en påminnelse av ett projekt som aldrig blev..

Mina grundämnen-Väte/hydrogen

Väte är det lättaste grundämnet och består i sin enklaste form av en proton och en elektron. Det förekommer i tre olika isoptoper som har fått egna namn, Deuterium och Tritium (efter 2 och 3). Namnet Väte fick det då Ekeberg(1795) inte hittade ett bättre svenskt namn för hydrogenium (vattenbildare) som är det engelska namnet, Wasserstoff på tyska. Så på ett sätt är det en slump att Svenska (och Finska, Vety) avviker till viss del från andra språk.

Väte är det vanligaste grundämnet i universum och kan observeras på himlen, både med optiska teleskop (Balmer alfa- linjen i rött) och med radioteleskop (7 cm linjen).

Som atomfysiker är väte-spektret en av de första som man träffar på. Det är relativt enkelt att både studera och analysera. Samtidigt så används vätets olika spektrallinjer inom ex. astrofysiken. Men samtidigt är väte intressant för olika typer av precisionsmätningar. Att mäta vätespektret med hög precision var under min studietid något som genomfördes på de främsta laboratorierna. Och nya mer precisa värden av ex. Rydbergskonstanten kom med jämna mellanrum allt medan nya spektroskopska tekniker utvecklades. Även idag så finns ett stort intresse men då när det gäller mätningar på Anti-väte (en antiproton och positron) för att se om det finns någong skillnad mellan materia och anti-materia.

För min del så var vätespektret en av laboration som jag handledde som doktorand under flera år vid CTH. Den utrustning som vi hade där (en prisma spektrometer) hade inte den bästa upplösningen, men det finns idag relativt billiga spektrometrar där det är möjligt att se isotopskiftet mellan väte och deuterium.

Men det är inte bara inom atomfysik man kan utnyttja väte. Deuterium och protoner är ganska bra projektiler i kärnfysik experiment. I tillägg kan man detektera väte med radioteleskop, vilka idag är tillgängliga för amatörer. Så det finns en ganska stor potential i undervisningen.

Även om jag inte direkt jobbat med väte i forskningen, så är det ett grundämne som är där och som vi fortfarande utforskat fullt ut. Man har kanske observerat metallist väte nu. Men det behöver bekräftas, så historien är inte slut än.

Studentmedverkan i utbildningen

av 12. februar 2019 i Uncategorized med Ingen kommentarer

Att studenter skall delta aktivt hur en utbildning ser ut och genomförs ses idag som en självklarhet. Men samtidigt finns det ett antal gränsvillkor som gäller och som man inte kan komma bort från. En av dessa har med det ämnesmässiga innehållet att göra. En utbildning skall ge vissa klart definierade kunskaper som är relevanta för studenternas framtid. Kan verkligen studenter när de startar sin utbildning förhålla sig till dessa? Svaret borde vara ja, under förutsättning att de vet exakt vad deras utbildning skall ge. Men detta är inte alltid fallet. När det gäller professionsutbildningar (riktade mot ett speciellt yrke) så finns ett klart mål med klara krav på kunskaper. Men detta gäller inte alla utbildningar, speciellt inte där det inte finns en klar yrkesroll. Men även om det finns en klar yrkesroll är det inte säkert att studenter har en bra bild av den rollen.

Det är nästan så att man inte kan ha en god överblick av sin egen utbildning förrän efter att man arbetat ett antal år efter examen. Hur är det då möjligt för en förstaårsstudent att kunna ha en holistisk bild? Men här kan man titta på utbildningar i ett annat perspektiv, man kan se om utbildningen är konsistent internt med avseende på innehåll. Med andra ord får man tillräckliga kunskaper för att ha en god grund att börja på högre kurser. Detta är en indirekt metod at titta på det ämnesmässiga innehållet.

Om man ser på varje kurs för sig är det svårt att se denna kontinuitet då man bryter upp helheten till att bara titta på en bit, vilket gör att kommentarer och åsikter kan vara direkt skadliga för helheten.

Att det är helheten som är det viktiga gör att studentmedverkan blir svårare att få till men långt ifrån omöjligt. Det handlar om att rikta fokus på de saker som betyder något. Om studenterna klagar på att det är för mycket av något som ses som ålderdomligt, till exempel Newtons första lag, så kommer det få konsekvenser när man behandlar grundläggande koncept i senare kurser. I vårt fall så blir Relativitetsteorin svårare om man inte förstått Newtons första lag. Detta beroende på att allt hänger samman inom ett ämne.

Hur löser man frågan om studentmedverkan? Det första är att ta en holistisk ansats, och låta studenter från alla år samlas och byta erfarenheter. Ge alla en chans att komma med KONSTRUKTIV kritik. Men det är just kunskap som ligger till grund för konstruktiv kritik.

Man ska initialt inte diskutera enskilda kurser utan föra en diskussion som inriktar sig på studieprogrammets övergripande uppbyggnad, innehåll och framtid. Vad skall man kunna är den första och största frågan. Detta är en fråga som kan diskuteras med både studenter, vetenskaplig personal och alumni.

När man om möjligt nått en enighet om vad man skall kunna, handlar det om att fördela dessa mål till olika kurser och se till att det finns en progression. Man har då en bättre diskussionsgrund för diskussioner om enskilda kurser när det gäller innehåll. När innehållet är klart kan genomförandet diskuteras….

Men detta är en process som inte har ett slut för man måste med jämna mellanrum uppdatera vilka kunskaper som studiet skall ge, och vilka ändringar som bör göras.

Hur ordnar men detta praktiskt? Detta är alltid ett problem, då mycket av arbetet för studenternas del kommer att ske via ombud. Samtidigt behövs i processen kreativitet och nya ideer vilket inte går att överföra via ombud för att det skall fungera. En lösning är att ordna så kallade «student-ting» man håller ett ting där alla kan föra fram sin mening och kan skapa diskussioner. Är det många som deltar kan man dela upp i mindre grupper och sedan se vad man har för förslag. Dessa ting bör då bestå av studenter från alla år, stipendiater och om möjligt vetenskaplig personal. Mycket av det som kommer fram kommer inte att vara praktiskt genomförbart men man får igång processer.

Vad är viktigt?

När man ger en kurs så bör man ställa sig frågan vad som är viktigt. Om det är en grundkurs, så skall den kursen ge studenterna tillräckliga kunskaper att a) klara kurser som bygger på kursen i fråga, b) ge grundläggande kunskaper som är viktiga i ett framtida yrkesliv och c) klara en examen.

Ser man till användbarheten av kunskaper så är ofta de grundläggande kunskaperna viktigast både för kurser och yrkesliv. I fysik så är det ofta de grundläggande kurserna, Mekanik, Elektromagnetism, Termodynamik, som är viktigast. Kurser inom Kvantmekanik, Kärnfysik osv. har för majoriteten mycket liten relevans. Metoder som brukas i kurserna är dock viktiga. De specialkunskaper som behövs i yrkeslivet får man genom kurser eller uppläring i arbetsgivarens regi.

Med andra ord, så är det ofta inte specialist kurserna som är viktiga för en arbetsgivare, utan mer allmän kompetens , Programmering, Modellering, problemlösning osv. Men grundkurserna är ofta viktigare. Har studenten förstått det grundläggande?

«Enter the exam»

Då kommer frågan om examens roll i grundkurserna. Kan en skriftlig examen verkligen visa hur väl en student har tillgodogjort sig en kurs?
Om vi tar ett hypotetiskt exempel med en kurs som består av 10 moduler som behandlar olika grundläggande principer. För att man skall anse att studenten skall ha förstått alla dessa, vad kräver vi?

Om vi har en skriftlig examen som består av 10 spörsmål (ett per modul), har anser jag att det finns få synergier mellan moduler med avseende på spörsmål. För att få godkänt (gräns på 50%) behöver man då kunna 5 moduler. Med andra ord det är fullt möjligt i det hypotetiska fallet att klara kursen genom att kunna 50% av kursen.

Är det hypotetiska fallet verkligen hypotetiskt? Tänk om det inte är så. Vad kan det få för konsekvenser? Det finns ett antal skyddssystem, men om dessa inte fungerar?

Målet borde vara att man har ett system, där basen testas extra noga, vilket kan genomföras med systemet jag diskuterat i ett tidigare inlägg(https://www.ntnu.no/blogger/fysikkforfakirer/2018/03/27/undervisarens-drommar-1-examen/).

Men för att detta skall vara möjligt krävs viljan till en förändring…

Panikläsning

av 5. oktober 2018 i Examen, Lärande, Uncategorized med 1 Kommentar

När det närmar sig examen ser man ofta studenter som panikläser (cramming) inför examen, det finns en del som ser detta som tidsbesparande. Men forskningen är tydlig med att denna studieteknik inte fungerar. Många experiment har visat att lång-tidseffekten av så kallad «spacing», med spridda studiesessioner över tid, ger ett överlägset resultat. En studie från 2009 (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/acp.1537) visade att spacing var mer effektivt än panikläsning för 90% av deltagarna.

Anledningen till att så är fallet förklaras av att minnena fluktuerar på grund av styrkan i den olika kopplingarna (synapser) mellan neuroner i hjärnan. Dessa kopplingar kan stärkas eller försvagas beroende på när och hur ofta de aktiveras. Det vill säga minnen kan göras tydligare eller försvinna. Detta medför då att ju mer och oftare man aktiverar dom desto lättare är det att minnas. Detta förklarar då att det är bättre att se över materialet flera gånger under en kurs istället för att försöka få in allt i huvudet kvällen (eller veckan) innan examen. Det optimala är att gå över materialet igen inför en examen och inte skjuta upp studierna.

Men panikläsning kommer dessutom att ge upphov till stress och sömnbrist, vilka båda är faktorer som gör att konsolideringen i långtidsminnet hindras. Detta gör att offra sömn för att studera är kontraproduktivt och bör undvikas.

 

Du kommer troligen att minnas något om du har ett emotionellt förhållande till det. Detta beror på att amygdala förstärker minnet genom att öka uppmärksamheten och perceptionen. Den kan också återkallande av minnen genom att starta utsöndringen av stresshormoner.  Man har visat att dåliga erfarenheter stärker minnet av farliga ställen och tjänar då som ett sätt att undvika dessa. PÅ så sätt kan för mycket stress ge överbelastning och skapa oro och hindra formerandet av minnen. Men just rätt mängd stress kan öka uppmärksamheten och den kognitiva förmågan.

Överraskande kan även förvirring vara bra för lärandet. Forsking (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959475212000357 ) har visat att vara förvirrad över nya ideer eller en situation kan inspirera oss att arbeta mer för att förstå, vilket led4r till en djupare förståelse och bättre minne av det vi lärt.

Så för bästa resultat sprid ut studierna över tid och se till att få ordentligt med sömn.

Den «osynliga» läringsmiljön..

av 28. september 2018 i Lärande, Uncategorized, Undervisning med Ingen kommentarer

När man talar om läringsmiljö, så tänker många på föreläsningssalar, bibliotek och läsesalar. Ofta förknippas läringsmiljö med speciellt utformade lokaler som säger sig optimera lärandet.

Men detta är den synliga läringsmiljön, kanske lika viktig är den «osynliga» läringsmiljön.

Vad menar jag med den «osynliga» läringsmiljön? Det handlar inte direkt hur miljön är designad eller vilka hjälp medel som finns tillgängliga. Det handlar om det vi ser men kanske inte tänker på (medvetet), men som påverkar hur vi handlar eller motiveras.

Tänk dig att du kommer in i en föreläsningssal. Det ligger papper, papperskoppar, förpackningar på skrivytan. På golvet ligger mer skräp! Man kanske reagerar men inte mycket mer. I alla fall inte medvetet. Men det finns stor risk för att man själv inte blir så noga med att ta med sig och slänga skräp. Vi kommer då får en återkoppling till att «miljön» blir sämre. Kommer detta att påverka själva lärandeprocessen? Det finns en risk att den signal som ett ostädat rum ger, verkar demotiverande, så som droppar urholkar en sten, påverkar detta motivationen och en känsla att det inte är så viktigt att engagera sig.

Lägg nu till andra små men dock märkbara moment. Ostädade toaletter, salar i oordning, matrester i papperskorgar, låsta dörrar. Allt detta påverkar studenter och ger en signal att de inte är viktiga.
Visar det sig i tillägg att salar dubbelbokas, eller att det är svårt att hitta information så är signalen tydlig: Universitetet bryr sig inte om dig som student.

Fel kommer att uppstå och engagerade lärare och administratörer kommer att försöka hitta lösningar för att hålla studenterna skadeslösa. Men det är viktigt att tänka på denna aspekten av läringsmiljön, vi kanske skulle kalla den läringshygienen.

Men faktum är att ett Universitet bara är studenter, lärare, forskare och administratörer. Ett Universitet är även de «osynliga» som ser till att det är städat, att saker finns på plats. Det märks kanske inte men de är oljan som får maskineriet att fungera utan friktion…

Jag trivs inte bäst i öppna landskap..

av 10. august 2018 i Uncategorized med Ingen kommentarer

Ulf Lundells sång, beskriver hur han trivs i det öppna landskapet där han har sin stuga. Det finns tecken på att människor trivs i «öppna» savann-liknande landskap. Se hur parker ser ut och är planerade. Men detta betyder inte att det gäller på arbetsplatsen.

Kontorslandskap eller öppna landskap är något som dyker upp som ett sätt att öka effektiviteten. Men stämmer argumenten? Det beror som alltid på kontexten. Det kan vara så att denna typ av kontor fungerar, men det gäller inte alla typer av arbete.

Vid NTNU och andra statliga organisationer så är öppna landskap (eller vad man nu vill kalla dom) något som skall införas. Argumentet: det ökar möjligheten till teamwork och ger synergi effekter.  Öppna landskap går emot vårt fundamentala behov av en privat sfär och kontroll över sin nära omgivning, free-seating är ett exempel på något som bryter mer mot detta.

Men ger öppna landskap mer samarbete? Här beror det på vem du frågar och i vilken kontext. I miljöer där det förekommer mycket samarbete och gemensamma projekt fungerar det. Men om du inte har en situation där det förekommer mycket ensamarbete och än mer arbete som kräver koncentration så är situationen en annan. Detta gäller ofta forskning och undervisningsplanering/förberedelse och så vidare. Vad händer i en sådan situation?

Vi kan välja att bruka subjektiva anekdotiska data eller vara mer objektiva. Jag väljer det empiriska och objektiva. En studie vid Harvard har studerat vad som sker vid en övergång till öppet landskap: The impact of the ‘open’ workplace on human collaboration.

De fann att samarbetet inte ökade utan minskade!

  • 73% kortare tid för ansikte till ansikte interaktion
  • 67% mer tid på email
  • 75% mer tid på messenger-liknande tjänster

I stället för att gå till medarbetare (som nu inte har ett eget kontor) och fråga direkt, skickas email. Mötet i ett öppet landskap blir inte privat man stör påverkar andra. Frågan är om ett separat mötesrum (som måste bokas?) hjälper situationen, det blir fortfarande ett «offentligt» möte. Deltagarna kan få en känsla att vara uthängda om det är chefen eller kritik som avhandlas.

Ett öppet landskap gör att vi får en situation där samarbetet minskar och interaktionen sker via e-mail, så steget till att arbeta hemma blir kortare och något som troligen sker. Men då minskar behovet av ett öppet landskap, vilket kanske är måle. Vad om det enda giltiga argumentet som finns är att minska hyreskostnaderna, och om behovet för kontor försvinner blir det ännu billigare, men vad kostar det i effektivitet?

Man sparar kanske några ören men förlorar tusentals kronor, men man uppfyller en norm. När vi ändå håller på varför kan man inte effektivisera mer? Jag sitter på ett kontor där takhöjden är ca. 3.70m, om man sätter in ett mellangolv med 10 cm tjocklek får man två rum med en takhöjd på 1.80m och medellängden är under 1.80m så då kan man dubbla arealen utan att betala mer i hyra…

Men man sitter vid sitt skrivbord, så samma princip som för en våningssäng bör gå att applicera med skrivbord..

 

Topp