大学物理实验数据处理的Matlab应用.pdf

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1、第28卷第2期大学物理实验V01．28No．22015年4月PHYSICALEXPERIMENT0FC0LLEGEApr．2015文章编号：1007-2934(2015)02-0116-02大学物理实验数据处理的Matlab应用郑君刚，陈彪，樊旭峰，刘悦(沈阳建筑大学，辽宁沈阳110168)摘要：物理实验是大学期间的一门主要的基础课，实验数据的处理在物理实验课中占很重要的位置，为了提高学生实验数据的处理能力，研究了Matlab在物理实验数据处理中的应用，与传统的数据处理方法相比，用Matlab处理数据能够有效避免

2、手工处理数据所带来的误差，而且方法简单方便。用Matlab进行数据处理在实验教学中效果明显。学生的实践证明，利用Matlab可以有效地提高学生处理实验数据的能力。关键词：物理实验；Matlab；最小二乘法；数据处理中图分类号i04—39文献标志码：ADOI：10．14139／j．cnki．cn22—1228．2015．02．033大学物理实验课是一门独立设置的必修课程，是教育部指定的六门主要的基础课之一¨。1Matlab简介及其在物理实验中的大学物理实验课不仅可以加深对理论的理解，更体现为重要的是使学生获得基本的

3、实验知识，在实验Matlab(MatrixLaboratory，矩阵实验室)是方法和实验技能等方面得到较为系统、严格的训美国Mathworks公司20世纪80年代推出的一种练，在学生创新意识和创新能力的培养中起着不工程计算语言。以其功能强大、界面友善、语言自可替代的重要作用，是提高学生科学素质的重要然、开放性强的特点，称为应用计算机辅助分析、手段。大学物理实验的任务是物理量进行定量的设计仿真及教学不可缺少的基础软件，是通用的测量，找出各物理量之间的关系，而对实验数据的科学计算、数值仿真及数据可视化的重要工具，它提

4、供了强大的科学运算，灵活的程序设计流程，高分析处理是认识事物本质的关键，实验数据处理质量的图形可视化与界面设计，丰富的交互式仿是整个验教学过程中非常重要的组成部分。在实真集成环境，以及与其他程序和语言便于接口的验教学过程中，发现学生实验报告数据处理的误功能。Matlab在国外已被广泛地应用于各种工程差较大，为了完成实验报告对实验数据进行修改，领域，国内部分高校已将其定位本科生的必修课对实验数据缺少分析和处理。这些不利于培养学程。运用Matlab处理物理实验数据，不必掌握许生科学的实验态度，又不利于学生养成良好的学

5、多编程知识，具有一定的数学知识，运用相关函数习风气。为了解决这些问题，研究利用Matlab来加以计算即可完成，其结果可通过复制、粘帖的命令拷贝到其他文字编辑软件中去。大学物理实验辅助大学物理实验数据的处理，利用Matlab来处中常用到的Matlab函数主要有：求和函数sum、平理数据能够减少数据处理时的人为误差，又可以均值函数mean、平方根函数sqrt、曲线拟合函数、提高学生实践动手能力和现代信息技术运用能绘图函数、求导函数、积分函数、插值函数、正态分力。如何合理有效的利用Matlab处理实验数据布函数、均值函

6、数、方差函数等。Matlab可以帮助是一个有益的研究。就Matlab及其在物理实验学生在很短的时间内把实验数据进行有效地处理数据的应用进行了研究。并以计算结果绘制相关的图像，甚至可以把数据收稿日期：2014-l1-15基金项目：沈阳建筑大学2014年教研项目大学物理实验数据处理的Matlab应用变化的过程动态的模拟出来，过程直观方便又能乘法计算出b值。具体程序如下：形象生动地表示物理变化规律。通过Matlab处=[0．761．952．843．894．825．137．218．24]；理实验数据，可以帮助学生提高数据

7、处理效率，激Y=[1．02．03．04．05．06．07．08．0]；发其物理实验学习的兴趣，同时拓展学生的计算P=polyfit(X，Y，1)；机应用知识领域，对大学生综合能力和创新意识l=[0：0．1：9．0]；培养具有积极的作用。Y1=polyval(P，x1)；plot(X，Y，-．bxl，yl，：r，)；2用Matlab进行数据处理legend(实验曲线，，拟合曲线，)；xlabel(U／mA，1利用Matlab用最小二乘法求线性电阻的ylabel(I／v9阻值。％计算结果为：P=0．95470．342

8、2线性电阻测量数据能够满足函数：输出参数P是一个1x2的行向量，其中PY)=bx+b。，可以求出最小二乘法解得值，(1)是的系数，p(2)是常数项。就可以求出线性电阻的阻值。下面应用最小二乘则b=0．9547，电阻R=1／b=1047Q．阻值法求出b和b值。就可以很方便地求出。最小二乘法的原理是：利用所测得的一组实验数据(、Y)，其中i=1、2、⋯、k，来求出一个误差最小