SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 28
Baixar para ler offline
การแทรกสอดคลื่นความรอน
        (Thermal wave interference)
                 นําเสนอโดย
 นายธงชัย บวรรุงเรือง รหัสนักศึกษา 07500234

             อาจารยที่ปรึกษา
      รองศาสตราจารยกําชัย ตรีชัยรัศมี

ภาควิชาฟสิกส คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยศิลปากร
ขอบเขตการนําเสนอ

    1. บทนํา

    2. การแทรกสอดคลื่นความรอนใน 1 มิติ การทดลอง และผลการ
ทดลอง

    3. การแทรกสอดคลื่นความรอนใน 3 มิติ การทดลอง และผลการ
ทดลอง

     4. สรุปผล
จุดประสงคของการศึกษา



เพื่อศึกษาคลื่นความรอนวาเกิดปรากฏการณการแทรกสอดหรือไม
1. บทนํา
1. บทนํา
*>74.1°C

  70.0
  60.0
  50.0
  40.0
  30.0
  20.0

*<15.0°C
1. บทนํา

         คลื่นความรอนเปนคลื่นที่มีการหนวงแบบวิกฤตทําใหสังเกตสมบัติตางๆไดยาก การ
แพรของพัลซความรอนมีลักษณะเหมือนกลุมคลื่น ซึ่งแสดงใหเห็นการกระจายตัวอยางแรงของ
คลื่นความรอน โดยใชสมการนําความรอนในหนึ่งมิติ ทําใหสามารถเขียนอุณหภูมิที่กระจาย
ออกมาของคลื่นความรอนได ดังนี้
                                                 x           x
                                             −       i ( ωt − )
                             T ( x, t ) = T0 e µ e          µ
                                                                          (1)




                      ω = 2πf                          2α
                                           µ=
                                                        ω
1. บทนํา
                             x           x
                         −       i ( ωt − )
จากสมการ T ( x, t ) = T0 e µ e         µ
                                              พบวาแอมพลิจูดลดลงอยางรวดเร็วเมื่อระยะ
การแพรเพิ่มมากขึ้น
    T0

                                              T0 ( µ , t ) = T0 e −1

                                                       1 = e −1
                                                          = 37%




                        x =µ
2. การแทรกสอดคลื่น
 ความรอนใน 1 มิติ
2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎี



          วิเคราะหจากการนําแผนทองแดงมาหนึ่งแผนแลวติดแหลงกําเนิดความรอนไวที่ปลาย
ทั้งสองของแผนทองแดง ถาพิจารณาจากสมการ 1 พบวาแอมพลิจูดของคลื่นความรอนในหนึ่ง
มิติที่ออกมาจากแหลงกําเนิดที่ปลายทั้งสองของแผนทองแดงมีการลดลงอยางสมมาตรกันตาม
ระยะทางจากแหลงกําเนิด
2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎี

คลื่นที่ออกจากแหลงกําเนิดตําแหนง x = x1 เขียนสมการคลื่นความรอนไดเปน
                                             x1 − x                  x1 − x
                                                          i ( ωt +            )
                                               µ                       µ
                       T1 ( x, t ) = T0 e             e


คลื่นที่ออกจากแหลงกําเนิดตําแหนง x = x2 เขียนสมการคลื่นความรอนไดเปน
                                            x − x2                  x − x2
                                                         i ( ωt +            )
                                              µ                       µ
                       T2 ( x, t ) = T0 e            e

                                                       x2 + x1
ผลรวมของคลื่น 2 ขบวนที่จุดกึ่งกลางแผนทองแดง ( x = c =         ) คือ
                                                          2
                       T (c, t ) = 2T1 (c, t ) = 2T2 (c, t )
2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎี

จากสมการขางตนคํานวณโดยใชวิธีการ Finite Element Method จะไดกราฟดังรูป 1 และ 2




 รูป 1 แสดงผลการวิเคราะหทางทฤษฎี           รูป 2 แสดงผลการวิเคราะหทางทฤษฏี
     การแทรกสอดแบบหักลางกัน                     การแทรกสอดแบบเสริมกัน
ตัวอยางการคํานวณแบบ FEM

                                                              ทีที่ xxµµ==−−15
                                                                ่ x µ = 0.

                                                                  T ( x, t ) = T1 ( x, t ) + T2 ( x, t )

                                                                            == 0 e −2−52+50+.5 +eT0.e −1−52−.5 .5
                                                                             TT0 e . .+ 1 0 −2 5 0. 2
                                                                                             T

                                                                             = 0.164
                                                                                 185
                                                                                 253



                      x1 − x                  x1 − x
                                   i ( ωt +               )
                        µ                       µ
T1 ( x, t ) = T0 e             e
                     x − x2                  x − x2
                                  i ( ωt +            )
                       µ                       µ
T2 ( x, t ) = T0 e            e
2.2 การทดลอง

        วิธีการทดลอง

1. นําแผน Peltier ติดกับไฟ AC มีแอมพลิจูดประมาณ 3K (เราจะเรียกแผนนี้วา Oscillating
   Peltier) และใช amplifier ขยายสัญญาณในโหมดการควบคุมกระแสอยางคงที่
2. นํา Oscillating Peltier มาประกบกับ Peltier อีกอันหนึ่ง สวนอีกดานของ Peltier ประกบ
   กับ Heat sink
3. นํา Oscillating Peltier มาตอกับ Lock-in thermography เพื่อใชในการประมาณคา
4. ใชกลอง IR (Cedip Emerald, NETD < 20 mK) ตรวจหาสนามของอุณหภูมิ
2.2 การทดลอง




  function generator
2.2 การทดลอง
2.3 ผลการทดลอง




รูป 4 แสดงกราฟแอมพลิจูดและเฟสของคลื่นความรอนใน 1 มิติที่ความถี่
20 mHz ซึ่งเขียนเปนฟงกชันกับระยะทางการแพรในแผนทองแดง
2.3 ผลการทดลอง


จากรูปที่ 4 หาสภาพการแพรความรอนของวัสดุ โดยการหาความชันของกราฟเฟส
คือ 1 µ = πf α แลวหาคา α ได


คาจากการคํานวณได          α = 1.00 ± 0.06 cm s    2




คาของแผนทองแดงบริสุทธิ์   α = 1.10 − 1.30 cm s    2
2.3 ผลการทดลอง




รูป 5 แสดงการแทรกสอดแบบหักลางของ
     คลื่นความรอนที่ความถี่ 20 mHz
2.3 ผลการทดลอง




แสดงการเปรียบเทียบระหวางรูป 5 และ 1
2.3 ผลการทดลอง




รูป 6 แสดงกราฟแอมพลิจูดและเฟสในการแทรกสอด
  แบบเสริมกันของคลื่นความรอนที่ความถี่ 20 mHz
2.3 ผลการทดลอง




   แสดงการเปรียบเทียบรูป 6 กับ 2
3. การแทรกสอดคลื่น
 ความรอนใน 3 มิติ
3.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎี

           วิเคราะหจากการสงคลื่นความรอนออกมาจากจุดแหลงกําเนิดใน 3 มิติ สําหรับจุด
กําเนิดที่มีความถี่ ω สงคลื่นออกมาในตัวกลางที่มีลักษณะเหมือนกันในทุกทิศทาง (isotropic)
จะมีการกระจายตออุณหภูมิเปนดังสมการ
                                           Q0 e −σr                          (2)
                              T (r , w) =
                                          4πλ r

         เมื่อ σ คือ เลขคลื่นความรอน
               Q0 คือ ฟลักซของคลื่นความรอน
               λ คือ สภาพการนําความรอน(heat conductivity)
3.2 การทดลอง
                            2.640 mm
                             4.2 mm
                               2.0
                                mm
          IR
        camera




T1 (0, t )   T2 (0, t )
3.3 ผลการทดลอง




รูป 8 แสดงรายละเอียดสนามอุณหภูมิของแอมพลิจูด
3.3 ผลการทดลอง




    รูป 9 แสดงรายละเอียดของเฟส
4. สรุป ผล

การแทรกสอดของคลื่นความรอนมีจริง แตเราสังเกตไดยากเนื่องจากมีการหนวงที่รุนแรง

จากการศึกษาสามารถนําไปประยุกตใชกับการทดสอบแบบไมทําลายเพื่อตรวจสอบ
ขอบกพรองของวัสดุได
Thermal Wave Interference

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

อนุพันธ์
อนุพันธ์อนุพันธ์
อนุพันธ์
krurutsamee
 
ประวัติ แคลคูลัส
ประวัติ แคลคูลัสประวัติ แคลคูลัส
ประวัติ แคลคูลัส
Ploy Purr
 
อินทิเกรต
อินทิเกรตอินทิเกรต
อินทิเกรต
krurutsamee
 
กฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลังกฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลัง
Niwat Namisa
 
เฉลยอินทิเกรต
เฉลยอินทิเกรตเฉลยอินทิเกรต
เฉลยอินทิเกรต
krurutsamee
 
วงกลมหนึ่งหน่วย
วงกลมหนึ่งหน่วยวงกลมหนึ่งหน่วย
วงกลมหนึ่งหน่วย
Jiraprapa Suwannajak
 

Mais procurados (17)

Chapter 4 ลิมิตของฟังก์ชัน
Chapter 4 ลิมิตของฟังก์ชันChapter 4 ลิมิตของฟังก์ชัน
Chapter 4 ลิมิตของฟังก์ชัน
 
อนุพันธ์
อนุพันธ์อนุพันธ์
อนุพันธ์
 
การอินทีเกรต
การอินทีเกรตการอินทีเกรต
การอินทีเกรต
 
Ch3 high order_od_es
Ch3 high order_od_esCh3 high order_od_es
Ch3 high order_od_es
 
สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
 
ประวัติ แคลคูลัส
ประวัติ แคลคูลัสประวัติ แคลคูลัส
ประวัติ แคลคูลัส
 
อินทิเกรต
อินทิเกรตอินทิเกรต
อินทิเกรต
 
แบบฝึกทักษะแคลคูลัสเบื้องต้น สว.กจ
แบบฝึกทักษะแคลคูลัสเบื้องต้น สว.กจแบบฝึกทักษะแคลคูลัสเบื้องต้น สว.กจ
แบบฝึกทักษะแคลคูลัสเบื้องต้น สว.กจ
 
ตัวกำหนด(Determinant)
ตัวกำหนด(Determinant)ตัวกำหนด(Determinant)
ตัวกำหนด(Determinant)
 
9789740330363
97897403303639789740330363
9789740330363
 
การแจกแจงความน่าจะเป็น
การแจกแจงความน่าจะเป็นการแจกแจงความน่าจะเป็น
การแจกแจงความน่าจะเป็น
 
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชันค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
 
กฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลังกฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลัง
 
เอกสารแคลคูลัส
เอกสารแคลคูลัสเอกสารแคลคูลัส
เอกสารแคลคูลัส
 
Student-pilot-handbook-by-tutor ferry (Ex)
Student-pilot-handbook-by-tutor ferry (Ex)Student-pilot-handbook-by-tutor ferry (Ex)
Student-pilot-handbook-by-tutor ferry (Ex)
 
เฉลยอินทิเกรต
เฉลยอินทิเกรตเฉลยอินทิเกรต
เฉลยอินทิเกรต
 
วงกลมหนึ่งหน่วย
วงกลมหนึ่งหน่วยวงกลมหนึ่งหน่วย
วงกลมหนึ่งหน่วย
 

Semelhante a Thermal Wave Interference

การสื่อสารอนาล็อก
การสื่อสารอนาล็อกการสื่อสารอนาล็อก
การสื่อสารอนาล็อก
jaggapun12345
 
ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu
ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmuปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu
ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu
jaggapun12345
 
เฉลย ฟิสิกส์
เฉลย ฟิสิกส์เฉลย ฟิสิกส์
เฉลย ฟิสิกส์
Porna Saow
 
จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์
จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์
จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์
adriamycin
 
การเคลื่อนที่
การเคลื่อนที่การเคลื่อนที่
การเคลื่อนที่
kroosarisa
 

Semelhante a Thermal Wave Interference (9)

การสื่อสารอนาล็อก
การสื่อสารอนาล็อกการสื่อสารอนาล็อก
การสื่อสารอนาล็อก
 
ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu
ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmuปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu
ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu
 
9789740328896
97897403288969789740328896
9789740328896
 
เฉลย ฟิสิกส์
เฉลย ฟิสิกส์เฉลย ฟิสิกส์
เฉลย ฟิสิกส์
 
จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์
จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์
จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา และความคงตัวของเภสัชภัณฑ์
 
Stability
StabilityStability
Stability
 
การเคลื่อนที่
การเคลื่อนที่การเคลื่อนที่
การเคลื่อนที่
 
สมดุลกล3
สมดุลกล3สมดุลกล3
สมดุลกล3
 
Pat 1
Pat 1Pat 1
Pat 1
 

Thermal Wave Interference