excel与origin在物理实验数据处理中应用

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1、Excel与Origin在物理实验数据处理中应用　　摘要：本文以物理实验中常见的数据处理为例，说明Excel与Origin计算软件在实验数据处理中的应用。与传统的数据处理方法相比，计算机软件处理数据大大简化了计算过程，提高了计算结果的准确性。Abstract：ExcelandOriginapplicationareintroducedbytakingthecommonphysicalexperimentdateprocessasexamples.Comparedwithtraditionalways，dataprocessingbys

2、oftwaresimplifydatecalculationandimprovetheresultaccuracy.Also，softwareapplicationindateprocesscanimprovethestudents’abilitiesofdateprocess.关键词：Excel；Origin；物理实验；数据处理；线性系数；标准差Keywords：Excel；Origin；physicalexperiment；dateprocess；linearlydependentcoefficient；standarddevia

3、tion中图分类号：O4-33文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）09-0184-020引言6物理实验是高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，其宗旨就是通过实验使学生受到标准的、系统的实验技能培训，培养学生严谨的科学思维和创新设计能力、理论联系实际能力以及分析和解决实际问题的能力，为激发学生科技创潜能打下坚实的基础[1]。物理实验中数据处理是实验的重要环节，采用数据处理软件如Excel和Origin处理实验数据，具有操作简便、快捷、直观，准确程度高等优点。目前国外一些大学的学生已大量使用各种数据分

4、析软件处理物理实验数据。而国内这种做法还未普及，笔者在多年的教学中发现，目前大多学生仍采用传统的数据处理方法处理实验数据，如用计算器或手工计算、手工绘图等。这些传统的数据处理方式效率低下，处理结果错误百出。本文以物理实验数据处理中常见的线性系数和标准差计算为例，详细说明Excel的数据处理功能。以绘制铁磁材料的磁化曲线为例，说明Origin的绘图应用。1线性相关系数的数据计算1.1利用Excel表格录入实验数据原始数据的输入非常方便，只要用鼠标点击相应的单元格，就可以直接输入数据。如果有多位小数，先用鼠标选定要输入数字的单元格，再单击

5、鼠标右键，选择“数字”页面，点击数值选项，在“小数位数”选择框中输入你要设定的位数[2]。已知两变量满足线性关系，且测得的五组数据如表1所示。61.2辅助变量的计算根据最小二乘法公式，需要计算一些辅助变量如平方、乘积和平均值等，需建立表2。①求x■■和y■■的平方。先在D2单元格里面输入平方函数“=power（B2，2）”按回车键确定，power为计算乘幂的函数。然后选定D2单元格按住鼠标左键向下拉，即可求出余下x■■。依次类推，求出y■■。②求xiyi。在F2元格里面输入乘法函数“=（B2*C2）”按回车键确定。然后选定F2单元格按

6、住鼠标左键向下拉，即可求出两变量的乘积。③求各变量的和。先在B7单元格里面输入求和函数“=sum（B2：B6）”按回车键确定，求出变量的和，然后选定B7单元格，按住鼠标左键向右拉，求出右边各项的和。④求各变量的平均值。在B8单元格里输入平均值函数“=average（B2：B6）”或者输入“=（B7/5）”求出x的平均值，再选定B8单元格按住鼠标左键向右拉，求出右边各项的平均值。1.3线性相关系数R的计算根据回归系数计算公式，在表2的基础上添加公式中涉及到的变量计算，如表3所示。然后在A10单元格里面输入函数“=F8-（B8*C8）”按

7、回车键确定。在6B10单元格里面输入函数“=D8-（B8*B8）”回车确定。在C10单元格里面输入函数“=ED8-（C8*C8）”回车确定。最后在单元格D10输入“=A10/（SQRT（B10*C10））”回车确定，得到相关系数R的大小，其中函数sqrt用于平方根的运算。同样，求线性拟合直线的斜率a时，在单元格E10里面输入函数“=A10/B10”确定。求截距b在单元格F10里面输入函数“=C8-E10*B8”确定即可，最后得到回归方程为y=0.326x+34.6。线性系数的计算是实验中较难的数据处理之一，如果用手工或计算器计算，可能

8、要花3-4个小时的时间，而且很容易出错。用Excel处理，则最多花半小时时间，而且准确程度高，即使算错了，也容易发现和改正错误，这样大大地节约了学生的时间，提高了他们的学习效率。2标准差的数据处理对某物体宽度进行10次等