Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
การแทรกสอดคลื่นความรอน        (Thermal wave interference)                 นําเสนอโดย นายธงชัย บวรรุงเรือง รหัสนักศึกษา 0...
ขอบเขตการนําเสนอ    1. บทนํา    2. การแทรกสอดคลื่นความรอนใน 1 มิติ การทดลอง และผลการทดลอง    3. การแทรกสอดคลื่นความรอนใน...
จุดประสงคของการศึกษาเพื่อศึกษาคลื่นความร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 การแพรของพัลซความรอนมีลักษณะเ...
1. บทนํา                             x           x                         −       i ( ωt − )จากสมการ T ( x, t ) = T0 e µ ...
2. การแทรกสอดคลื่น ความรอนใน 1 มิติ
2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎี          วิเคราะหจากการนําแผนทองแดงมาหนึ่งแผนแลวติดแหลงกําเนิดความรอนไวที่ปลาย...
2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎีคลื่นที่ออกจากแหลงกําเนิดตําแหนง x = x1 เขียนสมการคลื่นความรอนไดเปน              ...
2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎีจากสมการขางตนคํานวณโดยใชวิธีการ Finite Element Method จะไดกราฟดังรูป 1 และ 2 รูป 1...
ตัวอยางการคํานวณแบบ FEM                                                              ทีที่ xxµµ==−−15                    ...
2.2 การทดลอง        วิธีการทดลอง1. นําแผน Peltier ติดกับไฟ AC มีแอมพลิจูดประมาณ 3K (เราจะเรียกแผนนี้วา Oscillating   Pe...
2.2 การทดลอง  function generator
2.2 การทดลอง
2.3 ผลการทดลองรูป 4 แสดงกราฟแอมพลิจูดและเฟสของคลื่นความรอนใน 1 มิติที่ความถี่20 mHz ซึ่งเขียนเปนฟงกชันกับระยะทางการแพร...
2.3 ผลการทดลองจากรูปที่ 4 หาสภาพการแพรความรอนของวัสดุ โดยการหาความชันของกราฟเฟสคือ 1 µ = πf α แลวหาคา α ไดคาจากการคํ...
2.3 ผลการทดลองรูป 5 แสดงการแทรกสอดแบบหักลางของ     คลื่นความรอนที่ความถี่ 20 mHz
2.3 ผลการทดลองแสดงการเปรียบเทียบระหวางรูป 5 และ 1
2.3 ผลการทดลองรูป 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 สําหรับจุดก...
3.2 การทดลอง                            2.640 mm                             4.2 mm                               2.0     ...
3.3 ผลการทดลองรูป 8 แสดงรายละเอียดสนามอุณหภูมิของแอมพลิจูด
3.3 ผลการทดลอง    รูป 9 แสดงรายละเอียดของเฟส
4. สรุป ผลการแทรกสอดของคลื่นความรอนมีจริง แตเราสังเกตไดยากเนื่องจากมีการหนวงที่รุนแรงจากการศึกษาสามารถนําไปประยุกตใช...
Thermal Wave Interference
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Thermal Wave Interference

598 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Thermal Wave Interference

  1. 1. การแทรกสอดคลื่นความรอน (Thermal wave interference) นําเสนอโดย นายธงชัย บวรรุงเรือง รหัสนักศึกษา 07500234 อาจารยที่ปรึกษา รองศาสตราจารยกําชัย ตรีชัยรัศมีภาควิชาฟสิกส คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยศิลปากร
  2. 2. ขอบเขตการนําเสนอ 1. บทนํา 2. การแทรกสอดคลื่นความรอนใน 1 มิติ การทดลอง และผลการทดลอง 3. การแทรกสอดคลื่นความรอนใน 3 มิติ การทดลอง และผลการทดลอง 4. สรุปผล
  3. 3. จุดประสงคของการศึกษาเพื่อศึกษาคลื่นความรอนวาเกิดปรากฏการณการแทรกสอดหรือไม
  4. 4. 1. บทนํา
  5. 5. 1. บทนํา*>74.1°C 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0*<15.0°C
  6. 6. 1. บทนํา คลื่นความรอนเปนคลื่นที่มีการหนวงแบบวิกฤตทําใหสังเกตสมบัติตางๆไดยาก การแพรของพัลซความรอนมีลักษณะเหมือนกลุมคลื่น ซึ่งแสดงใหเห็นการกระจายตัวอยางแรงของคลื่นความรอน โดยใชสมการนําความรอนในหนึ่งมิติ ทําใหสามารถเขียนอุณหภูมิที่กระจายออกมาของคลื่นความรอนได ดังนี้ x x − i ( ωt − ) T ( x, t ) = T0 e µ e µ (1) ω = 2πf 2α µ= ω
  7. 7. 1. บทนํา x x − i ( ωt − )จากสมการ T ( x, t ) = T0 e µ e µ พบวาแอมพลิจูดลดลงอยางรวดเร็วเมื่อระยะการแพรเพิ่มมากขึ้น T0 T0 ( µ , t ) = T0 e −1 1 = e −1 = 37% x =µ
  8. 8. 2. การแทรกสอดคลื่น ความรอนใน 1 มิติ
  9. 9. 2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎี วิเคราะหจากการนําแผนทองแดงมาหนึ่งแผนแลวติดแหลงกําเนิดความรอนไวที่ปลายทั้งสองของแผนทองแดง ถาพิจารณาจากสมการ 1 พบวาแอมพลิจูดของคลื่นความรอนในหนึ่งมิติที่ออกมาจากแหลงกําเนิดที่ปลายทั้งสองของแผนทองแดงมีการลดลงอยางสมมาตรกันตามระยะทางจากแหลงกําเนิด
  10. 10. 2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎีคลื่นที่ออกจากแหลงกําเนิดตําแหนง x = x1 เขียนสมการคลื่นความรอนไดเปน x1 − x x1 − x i ( ωt + ) µ µ T1 ( x, t ) = T0 e eคลื่นที่ออกจากแหลงกําเนิดตําแหนง x = x2 เขียนสมการคลื่นความรอนไดเปน x − x2 x − x2 i ( ωt + ) µ µ T2 ( x, t ) = T0 e e x2 + x1ผลรวมของคลื่น 2 ขบวนที่จุดกึ่งกลางแผนทองแดง ( x = c = ) คือ 2 T (c, t ) = 2T1 (c, t ) = 2T2 (c, t )
  11. 11. 2.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎีจากสมการขางตนคํานวณโดยใชวิธีการ Finite Element Method จะไดกราฟดังรูป 1 และ 2 รูป 1 แสดงผลการวิเคราะหทางทฤษฎี รูป 2 แสดงผลการวิเคราะหทางทฤษฏี การแทรกสอดแบบหักลางกัน การแทรกสอดแบบเสริมกัน
  12. 12. 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 µT1 ( x, t ) = T0 e e x − x2 x − x2 i ( ωt + ) µ µT2 ( x, t ) = T0 e e
  13. 13. 2.2 การทดลอง วิธีการทดลอง1. นําแผน Peltier ติดกับไฟ AC มีแอมพลิจูดประมาณ 3K (เราจะเรียกแผนนี้วา Oscillating Peltier) และใช amplifier ขยายสัญญาณในโหมดการควบคุมกระแสอยางคงที่2. นํา Oscillating Peltier มาประกบกับ Peltier อีกอันหนึ่ง สวนอีกดานของ Peltier ประกบ กับ Heat sink3. นํา Oscillating Peltier มาตอกับ Lock-in thermography เพื่อใชในการประมาณคา4. ใชกลอง IR (Cedip Emerald, NETD < 20 mK) ตรวจหาสนามของอุณหภูมิ
  14. 14. 2.2 การทดลอง function generator
  15. 15. 2.2 การทดลอง
  16. 16. 2.3 ผลการทดลองรูป 4 แสดงกราฟแอมพลิจูดและเฟสของคลื่นความรอนใน 1 มิติที่ความถี่20 mHz ซึ่งเขียนเปนฟงกชันกับระยะทางการแพรในแผนทองแดง
  17. 17. 2.3 ผลการทดลองจากรูปที่ 4 หาสภาพการแพรความรอนของวัสดุ โดยการหาความชันของกราฟเฟสคือ 1 µ = πf α แลวหาคา α ไดคาจากการคํานวณได α = 1.00 ± 0.06 cm s 2คาของแผนทองแดงบริสุทธิ์ α = 1.10 − 1.30 cm s 2
  18. 18. 2.3 ผลการทดลองรูป 5 แสดงการแทรกสอดแบบหักลางของ คลื่นความรอนที่ความถี่ 20 mHz
  19. 19. 2.3 ผลการทดลองแสดงการเปรียบเทียบระหวางรูป 5 และ 1
  20. 20. 2.3 ผลการทดลองรูป 6 แสดงกราฟแอมพลิจูดและเฟสในการแทรกสอด แบบเสริมกันของคลื่นความรอนที่ความถี่ 20 mHz
  21. 21. 2.3 ผลการทดลอง แสดงการเปรียบเทียบรูป 6 กับ 2
  22. 22. 3. การแทรกสอดคลื่น ความรอนใน 3 มิติ
  23. 23. 3.1 การวิเคราะหและการคํานวณทางทฤษฎี วิเคราะหจากการสงคลื่นความรอนออกมาจากจุดแหลงกําเนิดใน 3 มิติ สําหรับจุดกําเนิดที่มีความถี่ 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)
  24. 24. 3.2 การทดลอง 2.640 mm 4.2 mm 2.0 mm IR cameraT1 (0, t ) T2 (0, t )
  25. 25. 3.3 ผลการทดลองรูป 8 แสดงรายละเอียดสนามอุณหภูมิของแอมพลิจูด
  26. 26. 3.3 ผลการทดลอง รูป 9 แสดงรายละเอียดของเฟส
  27. 27. 4. สรุป ผลการแทรกสอดของคลื่นความรอนมีจริง แตเราสังเกตไดยากเนื่องจากมีการหนวงที่รุนแรงจากการศึกษาสามารถนําไปประยุกตใชกับการทดสอบแบบไมทําลายเพื่อตรวจสอบขอบกพรองของวัสดุได

×