Institut für Physik und Astronomie
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Für die Entwicklung professioneller Handlungskompetenzen angehender Lehrkräfte stellt die Unterrichtsreflexion ein wichtiges Instrument dar, um Theoriewissen und Praxiserfahrungen in Beziehung zu setzen. Die Auswertung von Unterrichtsreflexionen und eine entsprechende Rückmeldung stellt Forschende und Dozierende allerdings vor praktische wie theoretische Herausforderungen. Im Kontext der Forschung zu Künstlicher Intelligenz (KI) entwickelte Methoden bieten hier neue Potenziale. Der Beitrag stellt überblicksartig zwei Teilstudien vor, die mit Hilfe von KI-Methoden wie dem maschinellen Lernen untersuchen, inwieweit eine Auswertung von Unterrichtsreflexionen angehender Physiklehrkräfte auf Basis eines theoretisch abgeleiteten Reflexionsmodells und die automatisierte Rückmeldung hierzu möglich sind. Dabei wurden unterschiedliche Ansätze des maschinellen Lernens verwendet, um modellbasierte Klassifikation und Exploration von Themen in Unterrichtsreflexionen umzusetzen. Die Genauigkeit der Ergebnisse wurde vor allem durch sog. Große Sprachmodelle gesteigert, die auch den Transfer auf andere Standorte und Fächer ermöglichen. Für die fachdidaktische Forschung bedeuten sie jedoch wiederum neue Herausforderungen, wie etwa systematische Verzerrungen und Intransparenz von Entscheidungen. Dennoch empfehlen wir, die Potenziale der KI-basierten Methoden gründlicher zu erforschen und konsequent in der Praxis (etwa in Form von Webanwendungen) zu implementieren.
A significant number of the central stars of planetary nebulae (CSPNe) are hydrogen-deficient, showing a chemical composition of helium, carbon, and oxygen. Most of them exhibit Wolf-Rayet-like emission line spectra, similar to those of the massive WC Pop I stars, and are therefore classified as of spectral type [WC]. In the last years, CSPNe of other Wolf-Rayet spectral subtypes have been identified, namely PB 8, which is of spectral type [WN/C], and IC 4663 and Abell 48, which are of spectral type [WN]. We review spectral analyses of Wolf-Rayet type central stars of different evolutionary stages and discuss the results in the context of stellar evolution. Especially we consider the question of a common evolutionary channel for [WC] stars. The constraints on the formation of [WN] or [WC/N] subtype stars will also be addressed.
While the majority of very massive stars is clearly found in clusters, there are also very massive objects not associated with any cluster, suggesting they may have been born in isolation. In order to gain more insights, we studied the regions around two WR stars in the Galactic Center region. To understand the nature of the potential cluster around massive stars, photometry alone is not sufficient. We therefore used the ESO VLT/SINFONI integral field spectrograph to obtain photometry and spectra for the whole region around our two candidate stars. In total, more than 60 stars have been found and assigned a spectral type.
The distribution of angular momentum in massive stars is a critical component of their evolution, yet not much is known on the rotation velocities of Wolf-Rayet stars. There are various indications that rapidly rotating Wolf-Rayet stars should exist. Unfortunately, due to their expanding atmospheres, rotational velocities of Wolf-Rayet stars are very difficult to measure. In this work, we model the effects of rotation on the atmospheres of Wolf-Rayet stars by implementing a 3D integration scheme in the PoWR code. We further investigate whether the peculiar spectra of five Wolf-Rayet stars may imply rapid rotation, infer the corresponding rotation parameters, and discuss the implications of our results. We find that rotation helps to reproduce the unique spectra analyzed here. However, if rotation is indeed involved, the inferred rotational velocities at the stellar surface are large (∼ 200 km/s), and the implied co-rotation radii (∼ 10R∗) suggest the existence of very strong photospheric magnetic fields (∼ 20 kG).
In the last decades, stellar atmosphere codes have become a key tool in understanding massive stars, including precise calculations of stellar and wind parameters, such as temperature, massloss rate, and terminal wind velocity. Nevertheless, for these models the hydrodynamic equation is not solved in the wind. Motivated by the results of the CAK theory, the models typically use a beta velocity law, which however turns out not to be adequate for stars with very strong winds, and treat the mass-loss rate as a free parameter. In a new branch of the Potsdam Wolf-Rayet model atmosphere (PoWR) code, we solve the hydrodynamic equation consistently throughout the stellar atmosphere. The PoWR code performs the calculation of the radiative force without approximations (e.g. Sobolev). We show the impact of hydrodynamically consistent modelling on OB and WR stars in comparison to conventional models and discuss the obtained velocity fields and their impact on the observed spectral lines.
In this review I briefly summarize our knowledge of the X-ray emission from single WN, WC, and WO stars. These stars have relatively modest X-ray luminosities, typically not exceeding 1L⊙. The analysis of X-ray spectra usually reveals thermal plasma with temperatures reaching a few x10 MK. X-ray variability is detected in some WN stars. At present we don't fully understand how X-ray radiation in produced in WR stars, albeit there are some promising research avenues, such as the presence of CIRs in the winds of some stars. To fully understand WR stars we need to unravel mechanisms of X-ray production in their winds.
Schulpraktische Phasen stellen eine bedeutende praxisnahe Lerngelegenheit im Lehramtsstudium dar, da sie Raum für umfangreiche Reflexionen der eigenen Lernerfahrung bieten. Das im Studium erworbene theoretisch-formale Wissen steht hierbei dem praktischen Wissen und Können gegenüber. Mit der professionellen Entwicklung im Referendariat, besonders im Kompetenzbereich des Unterrichtens, kann geschlussfolgert werden, dass sich eine Reflexion über eher fachliche Aspekte unter den Studierenden im Referendariat auf eine Reflexion über eher überfachliche und pädagogische Aspekte weitet. Infolge der Analyse von N = 55 schriftlichen Fremdreflexionen von angehenden Physiklehrkräften aus Studium und Referendariat konnte diese Hypothese für den Bereich der Unterrichtsanalyse und -reflexion unterstützt werden. Weiter wurde aus der Videovignette ein Workshopangebot für Lehrkräfte der zweiten und dritten Phase der Lehrkräftebildung entwickelt, erprobt und evaluiert.
Reflexion – unhinterfragt eines der wichtigsten Worte im Kontext der Lehrkräftebildung. Fest verankert in den bundesdeutschen Bildungsstandards sind in Forschung und Lehre die Suche nach Evidenz und die Unterstützung (angehender) Lehrkräfte ständiger Antrieb unzähliger Akteur:innen aller Phasen der Lehrkräftebildung. Wenngleich begriff liche Unklarheiten die Kommunikation von Forschungsergebnissen nicht immer intuitiv und die Unterstützung in der Lehre nicht immer praktikabel werden lassen, besteht Einigkeit darüber, dass ein Diskurs zur reflexiven Professionalisierung von Lehrkräften geführt werden muss. Aus diesem Grund veranstalteten die beiden QLB-Projekte PSI-Potsdam der Universität Potsdam und K2teach der Freien Universität Berlin vom 5. bis 7. Oktober 2022 die Onlinetagung „Reflexion in der Lehrkräftebildung. Empirisch – Phasenübergreifend – Interdisziplinär“. Ausgehend von den verschiedensten Fachdisziplinen diskutierten Akteur:innen aller Phasen der Lehrkräftebildung unterschiedlicher Standorte Ergebnisse empirischer Studien und Erfahrungen aus der Arbeit mit (angehenden) Lehrkräften. Beiträge der Tagung sind in diesem Buch festgehalten und sind als Momentaufnahme eines sich ständig entwickelnden Themenfelds zu verstehen. Forschende und Lehrende haben mit dieser Momentaufnahme die Möglichkeit, Eindrücke für die eigene Arbeit aufzunehmen und weiterzuentwickeln.
Macroclumping in WR 136
(2015)
Macroclumping proved to resolve the discordance between different mass-loss rate diagnostics for O-type stars, in particular between Hα and the P v resonance lines. In this paper, we report first results from a corresponding investigation for WR stars. We apply our detailed 3-D Monte Carlo (MC) line formation code to the P v resonance doublet and show, for the Galactic WNL star WR136, that macroclumping is require to bring this line in accordance with the mass-loss rate derived from the emission-line spectrum.
Under the assumption of spherical symmetry, the run of intensity with impact parameter for a spatially resolved and optically thin bubble can be inverted for an "effective emissivity" as a function of radius. The effective emissivity takes into account instrumental sensitivity and even interstellar absorption. This work was supported by a grant from NASA (G03-14008X).