Excel在处理物理实验数据中的应用
物理实验数据记录、作图规范及excel使用介绍
物理实验数据记录、作图规范及Excel使用方法简单介绍一、数据记录规范物理实验要求采用表格记录数据,其中记录数据必须包括“表头”、“物理量”、“单位”、“数据”四部分,缺一不可。
以单摆测量重力加速度为例:表一:摆长为70cm时不同测量次数n测得的周期T注意:1、表头,即表格的名字,要放在表格的正上方!2、数据记录时请仔细检查有效数字位数是否正确!二、常见作图规范物理实验很多时候要求依据记录的数据作出相应的图形,在作图时,图中应包括“图的名称”、“纵、横坐标物理量和单位”、“纵、横坐标轴标度值”、“数据点和拟合的趋势线”、“拟合趋势线的方程表达式和R值”和“图例”六部分,缺一不可。
以电阻应变式传感器实验作图为例说明:Excel (以2010版本为例)在物理实验中的应用: 1、 利用Excel 作图并求出拟合曲线 操作方法:(1)、将所测数据输入到Excel 表格中,最好保证第一列为自变量,即x 轴数据:如图所示:图的名称物理量和单位图例拟合曲线表达式及R 2因子合适的坐标标度数据点及拟合的曲线(2)、选中需要作图的数据,如图所示:选中x和y1列(3)、在选中数据的基础上,点击菜单栏的“插入”,找到“散点图”,点击如图所示的散点图。
可以得到如下所示的结果:(4)、选中上一步得到的图形,在菜单栏找到“布局”选项,可以看到在布局选项卡下边有“图表标题”、“坐标轴标题”、“图例”、“数据标签”、“坐标轴”等选项。
每一个选项均可以设置相应的内容其中“图标标题”请选用图标上方,然后单击图上生成的标题,拖到图的下方,同时将图本身拖到适当的位置,如下第二、三幅图所示(5)、设置“坐标轴标题”包括横坐标和纵坐标,横坐标选择“坐标轴下方标题”纵坐标选择“旋转过的标题”经过上述步骤后可以得到下图所示效果:(6)、单击选中图中的数据点,同时再选中的状态下右键单击并选择“添加趋势线”在打开的选项卡中选择合适的趋势线:本次选择“线性”,如下图所示,同时必须注意,下图中的底部红圈标示,需将“显示公式”和“显示R平方值”选中,此时得到的效果如第二幅图所示:(7)、图例的修改,如果是单独的一幅图可以不要图例,如果是两条曲线,必须要图例,而且两个图的数据点效果显示应不同,如:一个用方块形状,另一个用菱形形状,如上图所示,选中“线性(系列1)”然后删除,仅剩下“系列1”,此时需要将“系列1”字样修改成我们需要的字样,比如修改成“单桥时”,修改方法为:选中“系列1”字样,右键点击,选择“选择数据”再跳出的选项卡中红色标出部分,点击编辑,在跳出的窗口中输入“系列名称”为“单桥时”即可经过上述步骤就可以将实验数据对应的图形作出来,为了美观的考虑,图行上的每一块都是可以单独调节的,只要选中就可以拖动或者修改其格式,请自行操作!最终可以形成如图所示的效果:插入柱状图方法:选中数据列,如图所示:选则“插入”-“柱形图”-二维柱形图得到下图:选中图中的柱形图,然后右键选择“设置数据系列格式”在跳出的对话窗口中选择分类间距为0,得到如图所示:同样,调整“设置数据系列格式”中的“填充”为无填充,“边框颜色”为实线,颜色自己选择,“边框样式”宽度为1.5磅。
Excel的回归分析在物理实验数据处理中的应用
图2
回归分析的结果
图3
残差图
图4
线性拟合图
24
忻 州 师 范 学 院 学 报 则 Ex = 而截距为 a = 则 图5 正态分布图 Rs + Rx 内 = b ( R s + R x内 ) Ex Rs a - Rs b 1 bR s
第 26 卷
( 7)
2. 2
回归分析结果分析 在图 2 的回归分析结果中可以很直观的得到如下结论:
物理实验中, 很多实验数据的处理都要求根据两个物理 量之间的线性或非线性关系( 非线性关系可通过换元法转化 成线性关系) 确定由该两个物理量所决定的曲线, 例如对弹簧 有 F = k( s - s0 ) , 热敏电阻的阻值与开氏温度关系 RT = ae T 等, 此类问题实际上就是一元线性回归问题。 具有一元线性回 yi ) ( i = 1, 2, …n) 的数学模型可以表示成: 归性的数据( xi , y i = a + bx i + ε i 由于存在测量误差, 上式中 ε i 表示误差项。 1 1. 1 最小二乘法 最小二乘原理 要在多组数据中求出误差较小的直线拟合参数, 常用的 方法有图解法、 分组求差法、 最小二乘法等。 但是应用最广 实际效果最好的是用最小二乘法来估计一元线性回归分 泛、 b。最小二乘原理指出 析中的两个参数 a, 考虑: Q =
第 26 卷 第 5 期 2010 年 10 月
忻 州 师 范 学 院 学 报 JOURNAL OF XINZHOU TEACHERS UNIVERSITY
Vol. 26 No. 5 Oct. 2010
Excel 的回归分析在物理 实验数据处理中的应用
熊泽本
( 荆楚理工学院, 湖北 荆门 448000 )
EXCEL在物理实验数据处理中的应用一例
摘 要 : 以霍 尔 效 应 的 研 究 实 验 为 例 , 介 绍 了利 用 E x c e l 进 行数 据列 表 、 作 图及进 行数 据运 算 的方 法. 利 用
E x c e l 处 理 实 验 数 据 的优 点 是快 捷 、 简 明、 精准 、 易修改. 实践证明 , 将繁琐 的数据处理交 给电脑来 完成 , 可 以 大 大 提 高实验效率 , 节 约时间.
2 0 1 5年 第 1 2期
物 理通报
物 理 实验教 学
E XC EL在 物 理 实 验 数 据 处 理 中 的 应 用 一 例
李传 国 余 雯 丁 浩
( 文 华 学 院 湖 北 武 汉
陶 薇
4 3 0 0 7 4 )
( 收 稿 日期 : 2 0 1 5 —0 7— 2 5 )
“
一
过 长期 的实践 , 我 们 发 现 常 用 的办 公 软 件 E x c e l 也
可 以很 好地 解 决物 理实 验数 据处 理 的问题 .
E x c e l 是微 软办 公套 装 软 件 的一 个 重 要 组成 部
分, 它 可 以进行 各 种数 据 的处理 、 统计 分析 和辅 助决 策等 操作 , 广 泛地 应用 于管 理 、 统计 、 财经 、 金 融等 众
关键词 : E x c e l 霍 尔 效 应 数 据 处 理
物理 实验 数 据处 理 的方法 主 要有 列 表 法 、 作图
法, 读取相应 的霍尔 电压测 量值 V , , V s ,
l 列 表
法、 逐 差 法 和最 小 二 乘法 等 ¨ 1 ] . 用 手 工 的方 法 列 表 、 作 图、 计算 , 费 时费 力 , 而且 一旦 出错 , 修改 起来 很麻 烦. 利用 计 算 器 进 行 运 算 , 虽 然 比手 工 运 算 要 快 得
在大学物理实验中用计算机软件记录处理数据逐差法
在大学物理实验中用计算机软件记录处理数据逐差法作者:蒋卫建来源:《课程教育研究·学法教法研究》2018年第01期我们在处理实验数据时,经常要对大量的数据进行步骤重复的计算,计算工作量都很大,可以利用计算机软件来帮助我们完成数据处理任务。
[1-2]一、Excel简介和Excel函数计算Microsoft Excel是微软公司的办公软件Microsoft office的组件之一。
Microsoft Excel可以执行计算,有大量的内置函数可供选择,可以制作图表、添加曲线拟合趋势线,完全能够满足我们大学物理实验课中处理实验数据的要求。
Excel软件普及度很高,也很适合初学者学习使用。
本书中,我们将以Excel 2010为例来说明如何使用软件来处理数据。
[3-4]Excel表格中,每一个格子称为单元格,用图(1)中第一列的1、2、3……表示行数,第一行A、B、C……表示列数。
例如图中选中的是单元格J2,其内容显示的是“815.69”。
单元格中既可以输入数字,如单元格B2至I2;也可以输入字符,如单元格A2;还可以输入公式,如单元格J2、K2。
公式的特点是以“=”号作为起始符号。
我们就是要利用Excel可以用公式做计算的功能来处理数据。
我们要注意,在Excel表格中输入公式后,将直接显示计算结果,如图(1)中单元格J2。
若要查看某单元格公式,可以用鼠标选中某单元格后,在编辑栏(图(1)的中部按键后的空格)内查看。
如图(1)中单元格J2中输入的公式为“=AVERAGE (A2:I2)”,表示对从单元格A2至单元格J2中的值求平均值,注意这里是用“:”连接A2和I2。
为了计算标准差,如图(2)所示,可选择单元格K2,点击按键,弹出插入函数对话框,选择“STDEV”函数(标准差Standard Deviation)。
在函数参数对话框中,输入“B2:I2”。
点击确定按键,单元格K2中即会显示出标准差的值。
Excel和Origin在大学物理实验数据处理中的应用探讨
TERCEPT、SLOP、CORREL 函数内部自变量 x 与因变量 y 的顺
序),有以上函数运算可得截距:Intercept=-4.40545,斜率:Slop=
3780.99905,相关性 R 的平方:R2=0.99999,由此可以求出 C=
3780.99905,D=-4.40545,则(7)式 关 系 可 得 :A=0.01221,B=
0.99999,相关性高。
其中,Excel 可利用 RT与 T-1的关系直接对数据进行线性拟 合,如表格 2 所示选择因变量数组 y(RT)与自变量数组 x(T-1),
输入到 Excel 表格中,再选择主菜单“插入”-“散点图”,生成散
点图,见图 1 中原始数据(Raw data)对应曲线图,然后右击散点
表 1 实验原始数据
t
RT
t (℃)
RT
t (℃)
(℃)
(Ω)
(Ω)
(3)
RT (Ω)
20
4869
45
1786
70
744
25
3927
50
1471
75
635
30
3183
55
1231
80
545
35
2600
60
1036
85
469
40
2138
65
876
3 数据处理
3.1 传统数据处理
可根据表 1 采用传统作图法在图纸上描点,连线进行绘
227
Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术
第 17 卷第 16 期 (2021 年 6 月)
3.2 Excel 数据处理
物理实验技术中的数据处理软件与工具推荐
物理实验技术中的数据处理软件与工具推荐在物理实验中,数据处理是非常重要的一环。
通过对实验数据的处理和分析,科学家们可以得出结论和发现规律。
然而,数据处理并不是一件简单的事情,需要借助一些专业的软件和工具。
本文将为大家介绍几款在物理实验中常用的数据处理软件与工具。
一、数据处理软件1. MATLABMATLAB是一款功能强大的数学软件,广泛应用于科学计算和工程领域。
在物理实验中,MATLAB可以帮助科学家们进行复杂的数据处理和分析工作。
它提供了丰富的算法和工具箱,可以进行信号处理、图像处理、曲线拟合等各种数据处理操作。
同时,MATLAB还具有友好的编程界面,可以方便地编写自定义的数据处理程序。
2. OriginOrigin是一款专业的科学绘图和数据分析软件。
它提供了丰富的数据分析和可视化功能,适用于各种物理实验数据的处理与展示。
Origin支持各种常见的数据格式导入和导出,可以进行数据的平滑处理、拟合曲线的生成、统计分析等操作。
此外,Origin还可以方便地生成出版级的图表和报告,提高实验结果的可视化效果。
3. LabVIEWLabVIEW是一款用于实验控制与数据采集的编程环境。
它提供了直观的图形化编程界面,使得科学家们可以更加方便地控制实验仪器和采集数据。
LabVIEW 可以与各种常见的仪器设备进行通信,实时地获取数据并进行处理。
此外,LabVIEW还具有强大的数据处理和分析功能,可以进行滤波、傅里叶变换、频谱分析等操作。
二、数据处理工具1. PythonPython是一种通用的编程语言,在科学计算领域有着广泛的应用。
它提供了很多强大的科学计算库和工具,如NumPy、SciPy、Pandas等,可以进行高效的数据处理和分析。
Python还具有简洁易懂的语法和大量的第三方库支持,科学家们可以据需编写自己的数据处理程序。
2. GNU OctaveGNU Octave是一款开源的数值计算软件,与MATLAB具有相似的语法和功能。
EXCEL在物理实验数据处理中的应用研究
标 偏 = . 一) (2 准 差s 4 - ∑( 1) , .
用 Exe进行 数据处 理 步骤 为 : cl
广1 ——=:— ——— =_
1 将上述数据输入到工作 区 B : 1见表 1 ) 1 I, 。 2 利用 A E A E ) ) V R G A( 计算平均值 , 即在 B 2 单元格中输人公式“ A R G B I) 一 VE A E( 1:1 Y按 9 9
E CE X L在 物 理 实 验 数 据 处 理 中的应 用研 究
贺雅奇
( 陕西理工学院 , 陕西 汉中 730) 2 0 1
摘
要: 介绍 了用 E c 软件对 实验 数据进行计算 平均值 、 准偏 差 、 xe l 标 拟合 方程 的方法 。通 过举 例
介 绍了 E cl xe软件在作 图, 直线方程拟合 方面的应 用技 巧 。实践 表 明: E c 软件 处理 实验数 据具 有 用 xe l 快捷 、 、 直观 简易的优点 , 握 E cl 掌 xe软件 能够有效 的提高学生对实验数 据处理的能力 。 关 键 词 : xe软件 ; Ec l 实验数据
图 2 。
图 1 数据表单
() 2选定数据区域 C : 1 , 图表类型 中选 3D 2 在
图 2 数据拟合图
E C L在物理实验数据处理 中的应用研究 XE
() 3 选定数据 区域 F : 2 用方法②的步骤 3G1 , 将图 2 的曲线改 为直线 , 为数据分析带来极大 的
方便 , 见 图 2 参 。
4 二次多项式曲线拟合
光学介质在没有特征 吸收情况下 , 折射率
与波 长 关 系 满 足 正 常 色 散 方 程 可 用 柯 希 ( a cy 方程 表示 C uh )
利用excel图表功能处理物理实验数据
利用excel 图表功能处理高中物理实验数据佛山市顺德区北滘中学 吴启程物理学科是一门以实验为基础的基础学科,在高中物理课程中,很多结论是在实验的基础上建立起来的。
而在实际的课堂教学过程中,由于受到学生能力和课堂上时间的限制,要让高中学生在课堂、课后通过手工计算和画图来从实验数据中归纳出实验结论是比较困难的,所以老师往往会直接给出最终的实验结论,甚至连实验探究的环节也被免掉了。
这也是很多学生素质并不是很高的镇一级学校在实际的教学过程中实验开出率较低的原因之一。
当然,在一些学生素质较高和设备条件较好的学校中,可以借助先进的传感器、数据采集器以及通过软件来实现物理测量和对实验数据进行处理,但是以上两个条件都具备的学校毕竟还是不多。
本文阐述在“研究自由落体运动”教学过程中,借助office 2007的excel 的强大的表格计算功能和插入图表的功能,在课堂上处理实验数据并得出图像,引导学生根据实验数据和图像得出实验结论,同时得出各物理量之间的定量关系。
这种方法也可以用在其它实验教学中。
一. 问题的提出在高中物理必修一模块中,“通过实验来探究自由落体运动的规律”这一教学环节是可以说是一个经典的教学内容。
在实际教学过程中,教材的处理方法是:先假设自由落体运动是一匀加速直线运动,然后通过推导得出位移公式和速度公式如下:221at s = at v =通过对自由落体运动的纸带上位移和对应的时间关系的测量和分析,算出物体的加速度,从而证明自由落体运动是匀加速直线运动。
这一方法对学生来说是非常抽象的,在实际教学过程中往往很多学生还是被动的记住了最后的结论,而对其中的过程和方法并没有得到很好的体验和认识,没有体会到实验探究的乐趣。
那么能不能有更好而且又较为简单的方法来使得学生能根据自己的实验数据,非常直观的得出自由落体运动的本质,同时得出位移公式、速度公式,并得出重力加速度的大小呢?于是,在教学过程中,我想到了最原始的方法,干脆让学生根据实验数据画出 h- t 图像,观察其变化规律,然后再画出h- t 2图像、v-t 图像,从而得出根据v-t 图像是一条直线得出结论:自由落体运动是匀加速直线运动。
应用Excel处理物理实验数据
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2 0 1 3年 第 5 期
物理 通报
教 育技 术 应 用
应 用 Ex c e l 处 理 物 理 实 验 数 据
董 涛
( 上 海 交 通 大 学 附 属 中学 上 海 2 0 0 4 3 9 )
( 收稿 E l 期: 2 0 1 2 —0 1 —1 2 )
摘
要: Mi c r o s o f t Of f i c e E x c e l 是一 种 图表 功 能 强 大 的计 算 机 数 据 处 理 软 件 . 利用 E x c e l 在 实 现 学 生 实 验 数 据
析运算 , 因此使 用者 可 以方便 地根 据 自己的 需要 设 计 合适 的表格 , 实现 不 同性 质 的任务 处理 .
E x c e l 利用 表格形 式 实现 数 据 的综 合 管 理 和分
结 合 本次 实 验 的具 体 情 况 , 遵 循 简单 明 了的原
一
99 —
2 0 1 3年 第 5期
定震量豹气讳 ,港麓一定丑 事 , 嚣强籀体织静若莱
l∞ O ∞
一
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建霜tl 豹气体 ・ 瀑壤一宠盼 ・疆强鞠辞糖的美暴
1 2
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O 1 0 2 O O 0 , O 0 l O。 § I n 1 0 § l I 》
的首选 工具 .
用Excel简化物理实验中的数据处理
用Excel简化物理实验中的数据处理大学物理实验课程是对高等学校学生进行系统科学实验技术和实验方法训练,培养学生科学实验能力和素养的重要实践性课程。
学生除应理解实验原理、掌握实验仪器的操作方法、正确记录实验数据和现象外,还应对实验所得的数据分析处理。
大学物理实验的数据处理方法是实验教学中的重要组成部分,课程大纲要求学生必须掌握正确的实验数据处理方法,但是有些实验数据处理起来较为复杂,人工计算比较困难。
为此,这里我以Excel2003对扭摆法测定物体转动惯量实验所得的数据进行处理为例,简单地讲解一下怎样用Excel软件简化实验数据的处理过程。
Excel是我们日常工作中常用的MicrosoftOffice系列办公软件之一。
目前绝大多数计算机上都装有Excel软件。
Excel软件功能强大,界面美观,使用方便,主要适用于存储和处理各种各样的数据,并能将这些数据生成图表。
利用Excel软件处理数据,不需要我们另行编程,只需要掌握Excel中一些函数功能,就可以很轻松地应对实验中的数据处理。
下面是扭摆法测定物体转动惯量实验中所得的一组数据:图1如果我们用人工的方法计算上面这组数据,将会是一个很繁琐的过程,而且计算过程中很容易出错,每一步计算都会产生较大的计算误差,这对减小整个实验的误差,提高实验的精度是不利的。
但如果我们利用Excel软件对表格中的数据进行处理,不仅可以简化数据处理过程,还可以减小人工计算所产生的随机误差,提高整个实验的精度。
观察分析上面的数据计算公式得知,这组数据处理主要要用到Excel中的AVERAGE(算术平均值)、POWER(乘幂)、SUM(求和)这三个函数功能,我们只需要对照上面的计算公式,在这三个命令之间再加上加减乘除运算,即可得到该组数据的处理模板。
具体操作步骤如下:1.首先计算出各组数据的算术平均值,用到AVER-AGE函数:(1)几何尺寸:在D11中输入“=AVERAGE(D8∶D10)”;在D15中输入“=AVERAGE(D12∶D14)”;在D19中输入“=AVERAGE(D16∶D18)”;在D23中输入“=AV-ERAGE(D20∶D22)”;(2)摆动周期:在F7中输入“=AVERAGE(F4∶F6)”;在F11中输入“=AVERAGE(F8∶F10)”;在D18中输入“=AVERAGE(F12∶F17)”;在F23中输入“=AVERAGE(F20∶F22)”;2.计算塑料圆柱、金属圆柱、金属细杆的转动惯量理论值,用到POWER、SUM函数的组合:(1)塑料圆柱:在G8中输入“=(1/8)*B8*POWER(D11,2)”;(2)金属圆柱:在G12中输入“=(1/8)*B12*SUM(POWER(D15,2),POWER(D19,2))”;(3)金属细杆:在G20中输入“=(1/12)*B20*POW-ER(D23,2)”;3计算扭转常数K:用到POWER函数的运算组合:其中圆周率取3.14159,在A24中输入“=4*POWER(3.14159,2)*(G8/(POWER(F11,2)-POWER(F7,2))”;4.最后计算金属载物盘、塑料圆柱、金属圆柱、金属细杆的转动惯量实验值,用到POWER函数的运算组合:(1)金属载物盘:在H4中输入“=G8*POWER(F7,2)/(POWER(F11,2)-POWER(F7,2))”;(2)塑料圆柱:其中圆周率取3.14159,在H8中输入“=(A24*POWER(F11,2)/(4*POWER(3.14159,2))-H4)”;(3)金属圆柱:其中圆周率取3.14159,在H12中输入“=(A24*POWER(F18,2)/(4*POWER(3.14159,2))-H4)”;。
物理实验中使用的数据处理软件与技巧
物理实验中使用的数据处理软件与技巧在物理实验中,为了准确地获取和处理实验数据,使用合适的数据处理软件和技巧是非常重要的。
本文将介绍一些常用的数据处理软件和技巧,以帮助物理实验中的数据分析和结果的准确性。
一、数据处理软件1. MatlabMatlab是一种广泛应用于科学与工程计算的软件。
它具有强大的数据处理和图形绘制功能,并且支持多种编程语言。
在物理实验中,可以利用Matlab对数据进行处理、分析和建模。
2. OriginOrigin是一种专业的数据分析和绘图软件,适用于各种科学实验。
它提供了丰富的数据处理功能、统计分析、曲线拟合等,可以方便地处理物理实验中的数据。
3. Microsoft ExcelExcel是一种常见的电子表格软件,也可以用于物理实验数据的处理和分析。
Excel提供了各种函数和工具,可以进行简单的数据计算、图表绘制等操作。
二、数据处理技巧1. 数据清洗在物理实验中,获取到的数据往往会存在一些噪声或异常值。
因此,进行数据处理之前,需要先进行数据清洗。
可以利用平均值、中位数等统计方法,对数据进行筛选和修正,以提高数据的准确性和可靠性。
2. 数据分析在数据处理过程中,常常需要进行数据的统计分析和图表展示。
通过计算平均值、标准差、相关系数等指标,可以对实验数据进行深入分析,从而获取更多有用的信息。
同时,可以利用图表工具将数据可视化,更直观地展现实验结果。
3. 曲线拟合在物理实验中,经常需要对实验数据进行曲线拟合,以获得更准确的结果。
可以利用最小二乘法等拟合方法,将实验数据与理论模型进行比较,从而得到更好的拟合曲线并估计参数值。
4. 不确定度分析在物理实验中,由于测量误差等原因,实验数据通常会存在一定的不确定度。
为了准确评估数据结果的可靠性,需要进行不确定度分析。
可以利用统计学方法计算不确定度,并根据实验条件和仪器精度进行综合考虑,得出最终的测量结果。
总结:物理实验中的数据处理是非常重要的一环,合适的数据处理软件和技巧可以大大提高实验数据的准确性和可靠性。
大学物理实验数据处理方法
用excel处理大学物理实验数据:大学物理试验特点:好做,数据难处理,尤其是不确定度以及方差之类的东西。
用计算器算太困难。
下面本人介绍一种简单实际的计算机处理方法。
(excel高手就不必看了)1、新建excel表格,根据自己的表格建立excel表格,此处不详细介绍了,不会可以上网找,或者去借本书自己看。
2、将原始数据填入表格。
3、用公式和函数处理数据。
公式部分:根据你的原始数据输入公式求出要求的值,如下图:图中“=B1*9.8”即为公式,B1是数字2的坐标,然后回车就OK了,接下来就到了excel 的独特魅力的地方了,批量处理数据当结果出来以后,把鼠标放在19.6那一格的右下角处,当出现“+”符号时,点住鼠标左键向右拖,拖到第五个格时所有的数据都有了。
OK,会了吗?介绍一下符号乘:“*”除:“/ ”平方:“^2”即“5^2”就是求5的平方,同样3次方就把“^”后面的2改成3,开平方就改成0.5,顺序先后就加括号就行了,比如:处理复杂的批量运算很爽的!!函数功能,更能体现excel的优势了,这里介绍几个常用的函数把,sum函数:求和,可以求一列的和或一行的和average函数:求平均值。
stdev函数:求一列或一行的标准差。
(最有优势的地方,那计算器没有十分钟求不出一组,而excel 30秒可以求无限组)sin函数:求正弦asin函数:反正弦exp:e的幂其余三角函数模式都一样,不一一列举,还有ln,lg之类,都有,需要什么就直接用用法如下:如求第一列质量的和,在某个空白处输入“=sum(B1:F1)”然后回车就ok了,同样不鼠标放在右下角点住拖动就可以求出第二行和第三行的和了,其余函数方法相同,ok,可以处理数据了。
画图:如果你爱用坐标纸的话就不用看了。
1、选中要做图的数据。
2、点击“插入——图表”,然后选“散点图”,然后“下一步”“下一步”出现下图,可以输入你的x,y轴分别代表什么了,然后最上面那五个量分别设置,要想线密一些就点网格线,将主次网格线都选中就行了,然后“下一步”“完成”,图的描点就完成了。
物理实验技术中的数据处理与分析软件使用方法
物理实验技术中的数据处理与分析软件使用方法一、引言物理实验是研究物质本质和规律的重要手段之一,而数据处理与分析则是对实验数据进行深入研究和解读的关键环节。
随着科技的发展,数据处理与分析软件在物理实验中的应用越来越广泛,为科学家们提供了强大的工具和便利。
本文将介绍几种常见的物理实验数据处理与分析软件的使用方法。
二、原始数据处理软件1. ExcelExcel是一个强大的电子表格软件,它可以用于数据的输入、计算和统计分析。
在物理实验中,我们可以将实验数据输入到Excel中,并利用其提供的函数和工具进行简单的数据处理和统计。
2. OriginOrigin是一款专业的科学数据分析和图形展示软件,在物理实验中广泛应用。
Origin具有强大的数据处理和分析功能,可以进行数据的拟合、插值、滤波等操作,同时支持绘制多种类型的图表,如折线图、散点图、柱状图等,便于结果的可视化展示。
三、图像处理软件1. ImageJImageJ是一款开源的图像处理软件,主要用于处理和分析生物学和物理学中的图像数据。
在物理实验中,我们可以使用ImageJ对实验图像进行校正、滤波、增强等操作,提取图像中的特征信息,并进行相应的数据分析。
2. MatlabMatlab是一款专业的科学计算和数据可视化软件,也可以用于图像处理。
Matlab配备了丰富的图像处理工具箱,可以进行图像的滤波、分割、特征提取等操作,支持各种图像格式的读取和保存。
四、频谱分析软件1. LabVIEWLabVIEW是一款强大的虚拟仪器软件,主要用于搭建数据采集与控制系统。
在物理实验中,我们可以利用LabVIEW进行频谱分析,通过FFT算法计算信号的频谱分布,分析信号的谱线和频域特性。
2. Origin除了在数据处理方面,Origin也具备一定的频谱分析功能。
在Origin中,我们可以直接导入频谱数据,并进行功率谱密度计算、频谱图绘制等操作,以便更加直观地观察和分析实验信号的频谱特性。
用Excel软件进行实验数据处理
§2—5 用Excel软件进行实验数据处理Excel是一个功能较强的电子表格软件,具有强大的数据处理、分析和统计等功能。
它最显著的特点是函数功能丰富、图表种类繁多。
用户能在表格中定义运算公式,利用软件提供的函数功能进行复杂的数学分析和统计,并利用图表来显示工作表中的数据点及数据变化趋势。
在大学物理实验中,可帮助我们处理数据、分析数据、绘制图表。
Excel软件操作便捷、掌握容易,用于实验数据的处理非常方便。
下面简单介绍其在实验数据处理中的一些基本方法。
1.工作表、工作簿、单元格、区域等概念1)工作表启动Excel后,系统将打开一个空白的工作表。
工作表有256列,用字母A,B,C,…命名;有65536行,用数字1,2,3…命名。
2)工作簿一个Excel文件称为一个工作簿,一个新工作簿最初有3个工作表,标识为Sheetl,Sheet2,Sheet3,若标签为白色即为当前工作表,单击其他标签即可成为当前工作表。
3)单元格工作表中行与列交叉的小方格称为单元格,Excel中的单元格地址来自于它所在的行和列的地址,如第C列和第3行的交叉处是单元格C3,单元格地址称为单元格引用。
单击一个单元格就使它变为活动单元格,它是输入信息以及编辑数据和公式的地方。
4)表格区域表格区域是指工作表中的若干个单元格组成的矩形块。
指定区域:用表格区域矩形块中的左上角和右下角的单元格坐标来表示,中间用“:”隔开。
如A3:E6为相对区域,$A$3:$E$6为绝对区域。
$A3:$E6或A$3:E$6为混合区域。
5)工作表中内容的输入① 输入文本文本可以是数字、空格和非数字字符的组合,如:1234,1+2,A&ab、中国等,单击需输入的单元格,输入后,按方向键或回车键来结束。
② 输入数字在Excel中数字只可以为下列字符:30大学物理实验0123456789+ ,( ),*/%,E。
输入负数:在数字前冠以减号(—),或将其置于括号中。
EXCEL在中学物理实验中的应用
[ 1 o ] 杨 晓杰 ,佟守正 , 程加春 ,等.扎龙芦苇遗传多样性 I S S R分析 广西植物 , 2 0 1 1 ,3 9( 6 ) :7 2 5 — 7 2 9 【 1 1 】佟守正 ,吕宪国 ,苏 立英 ,等.扎龙湿地生态 系统变化过程及影 响因子分析 湿地科学 ,2 0 0 8 ,6( 2 ) :1 7 9 — 1 8 4
2 利用E x c e l 软 件 判 断 凸 透镜 成 像 规 律
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以成正立放大虚像为例 ,介绍利用E x c e l 软件让学生 自主总结成像规律 ( 见 图 1 ) .根据成像规律 , 若物距 (“) < 一倍焦距 (f= 1 0) , 则满足成像特点.先选定A1 ~ A 6单元格 ,小于 l O) ,并在格式 中设置好数字的显示格式.单击确定后 ,数据 中的符合规律 的
高 师 理 科 学 刊
第3 3卷
【 8 】 S a l t o n s t a l l K,S t e v e n s o n J C .T h e e f f e c t o f n u t r i e n t s o n s e e d l i n g g r o w t h o f n a i t v e a n d i n t r o d u c e d P h r a g mi t e s a u s t r a l i s [ J ] .A q u a i t c
项目
0 l
电压 , v
2 3 4
3 . 4 实验步骤 ( 1 )按照设计的电路图连接 电路 ; ( 2)闭合开关 S,调节滑动变阻器 ,分别用 电压表测出定值 电阻两端的电压 ,电 流表测 出通过定值 电阻 的电流 ,记入表格中 ; ( 3 ) 再调节几次 滑动 图 2 电路图
物理实验技术中的数据处理软件和工具推荐
物理实验技术中的数据处理软件和工具推荐在物理实验中,数据处理是非常重要的一环。
处理数据可以帮助研究者更加准确地了解实验结果,从而得出科学结论。
为了方便物理实验的数据处理,科学家们开发了各种各样的数据处理软件和工具。
本文将推荐一些常用且实用的数据处理软件和工具,帮助物理学家们在实验中更高效地进行数据分析。
首先,我们来介绍一个被广泛应用于物理实验数据处理的软件——Origin。
Origin是一款专业的科学数据分析和图形绘制软件,在物理学研究中被广泛使用。
它可以处理各种数据格式,包括实验数据、模拟数据等,并且具有强大的数据处理功能和灵活的图形展示方式。
Origin还提供了各种统计分析和拟合工具,能够帮助研究者快速准确地得出结论。
此外,Origin还支持脚本编程,可以批量处理大量数据,大大提高了数据处理的效率。
除了Origin,Matlab也是物理实验数据处理中常用的软件之一。
Matlab是一种高级的数值计算和数据可视化工具,可以用于矩阵运算、信号处理、图像处理等领域。
对于物理学家来说,Matlab提供了丰富的函数库,可以用来处理复杂的实验数据。
Matlab还支持脚本编程,可以根据实验需求自定义数据处理流程。
此外,Matlab的图形界面友好,可以通过可视化方式展示数据结果,方便研究者进行数据分析和论证。
在物理实验中,统计分析是非常重要的一个环节。
为了更准确地进行统计分析,推荐使用统计软件R。
R是一种自由的统计分析软件,具有丰富的统计方法和数据处理函数。
对于物理实验中常见的统计分析,如方差分析、回归分析等,R都有相应的函数可以调用。
此外,R还可以进行数据可视化,可以通过绘制直方图、散点图等方式直观展示数据分布。
R是一个开源软件,拥有活跃的社区,用户可以通过社区的帮助获得更多的支持和资源。
除了上述常见软件,还有一些轻量级工具也值得推荐。
比如Excel,它是一款功能强大的电子表格软件,广泛应用于各个领域中的数据处理。
excel在物理实验数据处理中的应用
excel在物理实验数据处理中的应用从20世纪70年代起,计算机技术在物理实验数据处理方面发挥了重要作用,从记录实验过程数据,到进行数据分析,均取决于高级软件的可靠运用。
Excel已经成为了最常见的电子表格软件,也相对容易上手,这使得它成为了物理实验数据处理中不可缺少的工具之一。
Excel的应用非常广泛,比如用来输入和编辑实验数据,从这个角度上来看,它可以帮助实验者快速编辑数据,节省大量的时间。
此外,它允许实验者使用不同的数学公式,以进行更加精确的数据处理,如求平均值、求标准差、求协方差等,这在实验过程中可以极大地提高效率。
另一方面,Excel有着强大的数据可视化功能,如折线图、柱状图等,它提供了一种直观的方式来表达物理实验数据,帮助实验者更好地理解数据之间的关系。
此外,Excel还可以用来进行几何图形分析,这可以帮助实验者建立实验模型,从而验证实验结果的正确性。
总之,Excel在物理实验数据处理中发挥着重要作用,它不仅可以帮助实验者输入和编辑实验数据,还可以提供数据可视化和图形分析的功能,极大地改善了物理实验的效率和精确度,无疑是未来物理实验中不可或缺的部分。
- 1 -。
物理实验数据处理方法
物理数据处理方法物理学是研究物质运动的规律,物理学是一门实验的科学。
因此物理学也就是一门与实验息息相关的科学。
了解世界少不了要观察世界,了解物质运动的规律少不了观察自然现象,少不了做实验,做实验就少不了要跟数据打交道。
有些同学也许会感到和数据打交道枯燥,我们在这里希望通过快乐地处理这些看似枯燥的数据让同学了解一些物理现象。
为了能快速处理数据,从中了解其中的规律,我们在这里介绍用EXCEL 处理数据的方法。
EXCEL 大家在计算机基础中都有学过,下面我们就从具体的例子了解如何处理数据和找寻相关的物理规律。
1. 计算平均值nD/mm 131.98231.96332.00432.00531.98平均31.98 2. 计算间接测量)(22d D h 41V -=π算出圆环的体积。
利用EXCEL 计算体积时,在要得出结果的单元格上把上述计算公式写入,相应的测量值用旋转置该测量值的单元格表示,如外径平均值数据在B7单元格,根据需要在公式D 的位置处用相对地址B7或绝对地址$B$7代替。
nD/mm d/mm h/mm131.9828.3030.04231.9628.3230.06332.0028.3430.02432.0028.3030.04531.9828.3630.02平均值31.9828.3230.04铜环体积5.207E+03mm^3在B8位置写入:=3.1415*D7*(B7^2-C7^2)/4。
3. 检查两量的线性相关程度例:用单摆测本地重力加速度。
改变摆长7次,测相应摆动周期数据如下:解:从单摆的运动规律gl2T π=可以看出,摆长与周期并不存在线性关系,但摆长的平方与周期存在线性关系,为此列下表并作图:n L/mm T/s T^2/s^21105.30 2.076 4.310297.26 1.976 3.905389.56 1.897 3.599483.26 1.833 3.360573.86 1.724 2.972666.06 1.633 2.667758.86 1.540 2.372相关系数0.9994620.9993634. 寻找规律解: 0.31 4.900E-05 0.32 7.800E-05 0.33 1.150E-04 0.34 1.730E-04 0.35 2.580E-04 0.36 3.810E-04 0.37 5.680E-04 0.38 8.600E-04 0.39 1.264E-03 0.4 1.860E-03 0.41 2.724E-03 0.42 4.154E-03 0.43 6.076E-03 0.44 8.890E-034.900E-050.327.800E-050.33 1.150E-040.34 1.730E-040.35 2.580E-040.36 3.810E-040.375.680E-040.388.600E-040.39 1.264E-03。
物理实验技术中的实验数据处理软件及工具推荐
物理实验技术中的实验数据处理软件及工具推荐引言物理实验是物理学的基础,而实验数据处理则是物理实验中不可或缺的一环。
随着科技的发展和计算机技术的普及,越来越多的实验室开始使用各种实验数据处理软件和工具,以提高数据的准确性和分析的速度。
本文将介绍一些常用的物理实验数据处理软件及工具,并分析它们的优缺点。
一、数据处理软件1. ExcelExcel是微软公司开发的电子表格软件,广泛用于实验数据的处理和分析。
它的优点是界面友好,易于上手操作;可以进行基本的数据整理、计算和绘图等功能。
但是,Excel对大数据量的处理能力较弱,无法处理复杂的统计分析和曲线拟合等任务。
2. OriginOrigin是一款功能强大的科学数据分析和绘图软件。
它支持各种实验数据格式的导入和处理,能够进行高级统计分析、非线性拟合和模型优化等操作。
此外,Origin还提供了丰富多样的图表样式和可视化效果,使得数据分析结果更加直观和易于理解。
然而,Origin的使用门槛较高,需要一定的学习成本。
3. MatlabMatlab是一种脚本编程语言和开发环境,广泛用于科学计算和数据分析。
它具备强大的数值计算和数据处理能力,可以进行复杂的统计分析和模拟实验等任务。
同时,Matlab还拥有庞大的用户社区和丰富的第三方工具箱,可以满足不同领域的科研需求。
但是,Matlab的商业授权价格较高,对于个人实验室来说可能不太实用。
二、数据处理工具1. PythonPython是一种简洁而强大的编程语言,逐渐成为科学计算和数据分析的首选工具。
Python提供了丰富的第三方库,如NumPy、SciPy和Pandas等,用于实现各类数学计算和数据处理的功能。
它的优点是免费、开源且易于学习,具备强大的编程和数据处理能力。
同时,Python还支持可视化库如Matplotlib和Seaborn,方便绘制各种图表和数据可视化效果。
2. LabVIEWLabVIEW是一款图形化编程环境,主要用于数据采集、仪器控制和实验数据处理。
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1
1.2 图形绘制
步骤四: 1101 标题” 0011 步骤四:在“标题”卡 1011 0010 1010 0001 0100 的“图表标题”窗口中 图表标题” 输入“伏安法测电阻u~ 输入“伏安法测电阻 ~ I关系图”,在x轴窗口 关系图” 轴窗口 关系图 中输入“ 中输入“I(mA)”,在Y ” 轴窗口中输入“ 轴窗口中输入“U(V)” ” ,选中网格线选项的全 部四项,单击下一步; 部四项,单击下一步; 点击“完成”按钮, 点击“完成”按钮,至 此实验数据点就在图表 上描绘出来了。 上描绘出来了。
1
1.3 线性拟合
方法:选中图表菜单中“添加趋势线” 方法:选中图表菜单中“添加趋势线”,在类型中选择 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 线性” 选项”中选中复选框“显示公式” “线性”类,在“选项”中选中复选框“显示公式”和 显示R平方值 平方值” 单击确定。 “显示 平方值”,单击确定。
B3的相对误差:在I3单元格中直接输入“=H3/G3” 的相对误差: 单元格中直接输入“ 的相对误差 单元格中直接输入 ” 后回车。 后回车。
1
=H3/G3
1.1 误差计算
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
测量值的标准偏差: (4)测量值的标准偏差:σ = lim
Excel处理物理实验数据 §1 用Excel处理物理实验数据
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
• 1.1 误差计算 • 1.2 图形绘制 • 1.3 线性拟合
1
1.1 误差计算
0011 00101)算术平均值: N = N1 + N 2 + L + N K = 1 1101 0001 0100 1011 ( 1010算术平均值: K K
旧车车龄与售价关系图 60.0 50.0 0100 1011 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 售价 0 2 4
y = -4.8091x + 57.8 R2 = 0.9865 6 车龄 8 10 12
1
6.5年的旧车车价 年的旧车车价==-4.8091*6.5+57.8=26.54 年的旧车车价
K
∑N
i =1
i
方法一: 方法一:在G3单元格中直接输入 单元格中直接输入 “=AVERAGE(B3:F3)”后回车。 ”后回车。
1
1.1 误差计算
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
方法二:用鼠标选取B3: 单元格 单元格, 方法二:用鼠标选取 :G3单元格,单击 工具栏上符号“ ” 工具栏上符号“Σ”旁的下拉式三角箭头 并选取“平均值” 并选取“平均值”,5次测量的平均值将自 次测量的平均值将自 动显示在G3单元格式中 单元格式中。 动显示在 单元格式中。
1
3、指数趋势线
例:我们收集了一个原始森林中树的直径与高度之间的关系数据,请 我们收集了一个原始森林中树的直径与高度之间的关系数据, 绘制该数据的散点图,并求直径与高度的回归方程式。 绘制该数据的散点图,并求直径与高度的回归方程式。
直径 高度 0.9 17 1.2 25 100 90 2.9 32 80 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 3 35 70 3.3 46 高 60 50 度 40 4 58 30 6.5 69 20 9.6 75 10 0 12.4 72 16.2 78 27.2 85
1
1.3 线性拟合
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
Excel趋势线的类型 Excel趋势线的类型
当在 Microsoft Excel 的图表中添加趋势线时,可选择六种不 同的趋势预测/回归分析类型。数据的类型决定了应该使用的趋 势线类型。 趋势线的可靠性——R 趋势线的可靠性——R —— 当趋势线的 R2 等于或近似于 1 时,趋势线最可靠。用趋 势线拟合数据时,Excel 会自动计算其 R2 。如果需要,可 以在图表上显示该值。
2、多项式趋势线
例:我们收集了年龄与月收入关系的数据,请绘制该数据的散点图,并求年 我们收集了年龄与月收入关系的数据,请绘制该数据的散点图, 龄对月收入的回归方程式。 龄对月收入的回归方程式。
年龄 每月所得 年龄与每月所得的关系图( 多项式回归) 年龄与每月所得的关系图 ( 多项式回归 ) 15 6000.0 20 10000.0 60000.0 25 15000.0 50000.0 30 26000.0 每 40000.0 35000.0 35 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 月 40 42000.0 30000.0 y = -36.54x2 + 3463.7x 所 45 50500.0 42087 得 20000.0 50 40500.0 R 2 = 0.884 10000.0 55 37650.0 0.0 60 30500.0 0 20 40 60 80 100 65 25000.0 年龄 70 15800.0 75 10200.0 80 8000.0
n ห้องสมุดไป่ตู้∞
∑∆
i =1
n
2 i
n −1
方法一: 单元格中直接输入“ 方法一:在K3单元格中直接输入“=STDEV(B3:F3)” 单元格中直接输入 ” 后回车。 后回车。 n
(5)平均值的标准偏差:σ = lim 平均值的标准偏差:
N n →∞
∆ i2 ∑
i =1
n[n − 1]
1
=
σ
n
L3=K3/POWER(CO UNT(B3:F3),2)
伏安测电阻U~I关系图 4.50 4.00 3.50 3.00 U(V) 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 I(mA) 系列1 线性 (系列1) y = 0.099x - 0.0772 R 2 = 0.9998
1.1 误差计算
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
方法二:选中 单元格单击工具栏中 方法二:选中J3单元格单击工具栏中 插入“函数” 插入“函数”,在弹出对话框中选择 统计”类别中的“ “统计”类别中的“ATDEV”函数 ” ,点击确定后弹出“函数参数”对话 点击确定后弹出“函数参数” 框,在Number1空白处用鼠标选择 空白处用鼠标选择 “B3:F3”,点击确定。 ” 点击确定。
1
指数趋势线,适用于速度增减越来越快的数据值。 指数趋势线,适用于速度增减越来越快的数据值。如果数据值 中含有零或负值,就不能使用指数趋势线。 中含有零或负值,就不能使用指数趋势线。
趋势线类型
对数趋势线,对于数据的增加或减小速度很快, 对数趋势线,对于数据的增加或减小速度很快,但又迅速趋近 于平稳,那么它是最佳的拟合曲线。 于平稳,那么它是最佳的拟合曲线。对数趋势线可以使用正值 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 和负值。 和负值。 乘幂趋势线是一种适用于以特定速度增加的数据集的曲线,例如, 乘幂趋势线是一种适用于以特定速度增加的数据集的曲线,例如, 赛车一秒内的加速度。如果数据中含有零或负数值, 赛车一秒内的加速度。如果数据中含有零或负数值,就不能创建 乘幂趋势线。 乘幂趋势线。 移动平均趋势线平滑处理了数据中的微小波动, 移动平均趋势线平滑处理了数据中的微小波动,从而更清晰地 显示了图案和趋势。移动平均使用特定数目的数据点( 显示了图案和趋势。移动平均使用特定数目的数据点(由“周 选项设置),取其平均值, ),取其平均值 期”选项设置),取其平均值,然后将该平均值作为趋势线中 的一个点。例如,如果“周期” 那么, 的一个点。例如,如果“周期”设置为 2,那么,头两个数据 点的平均值就是移动平均趋势线中的第一个点。 点的平均值就是移动平均趋势线中的第一个点。第二个和第三 个数据点的平均值就是趋势线的第二个点,依此类推。 个数据点的平均值就是趋势线的第二个点,依此类推。
1
1.1 误差计算
(21010绝对误差: ∆N = N − N )绝对误差: 0011 0010 1101 0001 0100 1011
∆N 相对误差: (3)相对误差: E N = N
B3的绝对误差:在H3单元格中直接输入“=ABS(B3的绝对误差: 单元格中直接输入“ 的绝对误差 单元格中直接输入 G3)”后回车。 ”后回车。
1
1、线性趋势线
例:我们收集了某厂家同一车型中旧车的车龄及其售价数据,请使用给图表增加趋势线, 求车龄对售价的回归方程,并计算车龄为6.5年的旧车售价是多少.
0011
车龄 价格(万) 价格( 1 56.0 2 48.5 3 42.0 0010 1010 1101 0001 4 37.6 5 32.5 6 28.7 7 22.2 8 18.5 9 15.0 10 12.5
1
趋势线类型
线性趋势线是适用于简单线性数据集的最佳拟合直线。 线性趋势线是适用于简单线性数据集的最佳拟合直线。如果数 据点构成的图案类似于一条直线,则表明数据是线性的。 据点构成的图案类似于一条直线,则表明数据是线性的。线性 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 趋势线通常表示事物是以恒定速率增加或减少。 趋势线通常表示事物是以恒定速率增加或减少。 多项式趋势线是数据波动较大时适用的曲线。 多项式趋势线是数据波动较大时适用的曲线。它可用于分析大 量数据的偏差。 量数据的偏差。多项式的阶数可由数据波动的次数或曲线中拐 峰和谷)的个数确定。 点(峰和谷)的个数确定。二阶多项式趋势线通常仅有一个峰 或谷。三阶多项式趋势线通常有一个或两个峰或谷。 或谷。三阶多项式趋势线通常有一个或两个峰或谷。四阶通常 多达三个。 多达三个。