用MatLab曲线拟合工具箱处理物理实验数据.pdf

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1、第27卷第5期大学物理实验V0l_27No．52014年1O月PHYSICALEXPERIMENT0FCOLLEGE0ct．2014文章编号：1007-2934(2014)05—0093-04用MatLab曲线拟合工具箱处理物理实验数据岳鹏，程敏熙(华南师范大学，广东广州510006)摘要：以测量玻璃热膨胀系数和折射率温度系数实验、太阳能电池基本特性测量实验为基础，介绍了用MatLab曲线拟合工具箱处理物理实验数据、拟合实验曲线的基本方法，展示了其简单、快捷、高效的特点。关键词：MatLab；曲线拟合工具箱；物理实验；数据处理中图分类号：o4—39文献标志码：A物理学是一

2、门以实验为基础的科学，物理实验离不开定量的测量和计算，需要运用科学的数2利用MatLab曲线拟合工具箱处1234567据处理方法，才能够得出正确的实验结果。因此理物理实验数据实例数据处理是物理实验的重要组成部分。随着计算机技术的发展，各种处理数据的计算机软件2．1利用MatLab曲线拟合工具箱进行直线也应运而生，MatLab软件作为其中的一种，利用拟合其处理实验数据已非常普遍。但笔者发现，大多利用MatLab曲线拟合工具箱进行直线拟合数书籍及文献都是通过编写程序，利用MatLab的非常简单快捷。在测量玻璃热膨胀系数和折射率命令函数对数据进行处理-zJ。使得很多对计算温度系

3、数实验中，利用降温法测量了某玻璃样品的膨胀系数和折射率温度系数J。选择了该"实加机语言不熟悉的实验者对MatLab软件望而生怯。然而，利用MatLab曲线拟合工具箱，无需进行编验的部分数据进行处理，实验数据见表1。程即可简单快捷地对实验数据进行直线及曲线拟表1降温时干涉条纹移动数J，l和温度的关系合。主要以测量玻璃热膨胀系数实验和太阳能电ml￡／℃ml￡／℃舛2∞58昭283O池基本特性测量实验为例，介绍了基于MatLab曲161．3线拟合工具箱处理物理实验数据的基本方法。156．8153．2148．71MatLab曲线拟合工具箱简介143．5138．5134．1MatL

4、ab提供了两种方法进行曲线拟合：一种129．3是编程形式，需要编写代码利用命令对数据进行124．9拟合，另一种是利用图形界面窗口进行操作。121．1116．3MatLab曲线拟合工具箱提供了可视化的图形界112．5面进行曲线拟合，图形界面操作简单、方便，无需108．9编写复杂的代码，对于希望快速利用MatLab进行105．3101．3曲线拟合的入门者尤为有用J。利用MatLab曲97．9线拟合工具箱，可以在简单易用的界面中快速地实现多种基本的曲线拟合。收稿日期：2014．05—27用MatLab曲线拟合工具箱处理物理实验数据Reslduals2．1．1处理方法=．启动Ma

5、tLab，利用MatLab的曲线拟合工具一／’_^’—+__．＼／箱直接绘制干涉条纹移动条数m与温度T的关～——r—、}＼、＼／系。基本命令如下：一、·、／(1)输人数据。在命令行输入表1数据：406080100120140160T=[161．3，156．8，153．2，148．7，143．5，138．5，图2拟合曲线残差134．1，129．3，124．9，121．1，116．3，112．5，108．9，105．3，101．3，97．9，94．2，90．5，86．8，83．2，79．8，表2拟合结果参数76．3，72．0，67．9，63．9，59．8，55．9，52．2，

6、48．2，P1一O．2523R—square0．998544．3，40．4，36．5](相应的温度值直接输入，并表P240．99AdjustedR—square0．9984示成一维矩阵)；m=[1：1：32](以1为步长的SSE4．1l5RMSE0．3704等差一维矩阵，表示干涉条纹数目)。2．1．3数据分析(2)启动曲线拟合工具箱并选择数据。在命实验拟合后的图像如图1所示，得m．T关系令行输入cflool，回车，进入曲线拟合工具箱界面，曲线及其残差图(图2)。拟合数据结果在fitting进而点击“Data”按钮，在弹出的“Data”窗口中利窗口中的Results下的文本

7、框中可得到，如表2用Xdata和Ydata的下拉菜单选择数据x、Y，然所示。后点击“Createdataset”按钮，退出“Data”窗口，表2中参数P1：拟合直线的斜率；P2：截距；这时会在工具箱界面自动画出数据集的散点图。SSE：拟合曲线的误差平方和；R．square：拟合的确(3)进行曲线拟合。点击“Fitting”按钮，在弹定系数；AdjustedR．square：调整自由度以后的残出的窗口点击“Newfit”按钮，通过“Dataset”下拉差的平方；RMSE：均方根误差。由上表可知，该菜单选择数据集，然后通过下拉菜单