数据处理软件Origin在物理化学实验中的应用

一、自评报告

孙老师：

您好！

通过上课学习和课下花时间学习一些数据处理软件，感觉自身的数据处理的理论和实践水平提高了很多。在上这门课之前，自己的数据处理仅仅局限于将实验数据进行画图，比如用excel画出各种实验结果图。

本学期这门课程的成绩我想得优，虽然一开始在心里面，仅仅把这门课程当作是一门修学分的选修课，但自从上了您的第一节课后，我觉得自己对您的课程产生了兴趣，更是对您所讲述的一些数据处理方法及作图方法产生了强烈的兴趣。很多人对这门课不了解，所以他们从第一节就开始逃课，但是我基本上保证了每节课都到，并且能够认真地听大部分课程内容，课后我也基本上独立完成了您留下的练习题。在一次课堂提问中，我被您点中了，在没有您的指导下我迅速地完成了练习，这说明我课后的练习还是有一定效果的。我觉得，要想学好这么课程，首先必须得认真听您所讲述的一些软件的安装及运用方法，这一点很重要，课后再及时的去您的网站下载习题及操作说明进行练习，开始时看说明讲解进行练习，练习几遍后再自己独立完成，直至熟练掌握。每个软件的学习如果都能做到这样，那么一定会学的很好，在此基础上自己再加以创新延伸，会有意想不到的收获！

我对教好这门课的具体建议如下：首先，您要对我们严格要求，这样才不会有太多的人逃课，影响学风；其次，每节课，您最好都留足够的时间进行课堂提问，以检查我们课后练习的情况。

最后，祝孙老师工作顺利，合家欢乐，心想事成！，

熊文龙化学工程与工艺二班20080300417

Email：380050597@

二、课程论文

数据处理软件Origin在物理化学实验中的应用

【摘要】本文简要介绍了Origin软件的基本功能和基本使用方法,并以物理化学实验为例介绍如何使用Origin软件处理实验数据、曲线的计算机拟合等。运用该软件处理实验数据解决了物理化学实验中的数据多、处理麻烦、手工作图误差大等问题。不仅简化了数据处理的过程,而且还提高了分析结果的准确度,进一步拓展了学生计算机软件应用能力。

【关键词】Origin软件; 数据处理; 物理化学实验

1 前言

《物理化学实验》是高等院校化学及相关专业学生的一门独立基础实验课程。与其它化学实验课不同,它得到的是一系列实验数据。学生需对数据进行大量计算,在直角坐标纸上作图。大部分是画直线,求出截距和斜率,进而求得实验结果的数学表达式;少部分是画曲线,有的需要在曲线上作切线,有的需要对曲线求积分,进而求得实验结果的数学表达式。学生只根据散点图做直线或曲线,就不可避免地引起主观误差,同一组实验数据不同学生处理,结果相差很大。个别学生还修改某些偏离较大的实验数据以期得到好的实验结果。由于实验数据计算过程复杂、作图费事,导致实验报告中经常出现各种错误。教师批改实验报告时不得不花费大量时间核查其计算结果。

物理化学实验中常见的数据处理的方法有: 运用基本公式计算;用实验数据作图;线性拟合,求截距或斜率;非线性曲线拟合。目前学生多用坐标纸手工作图;手工拟合直线,求斜率或截距。这种手工作图的方法不仅费时费力,而且误差较大。

物理化学实验数据处理过程一般为:对实验数据作图或对数据经过计算后作图→作数据点的拟合线→求拟合直线的斜率或曲线上某点的切线→根据斜率求物理量。这一过程可以用计算机处理完成,并能克服手工绘图费时费力、偶然性较大、误差大的缺点。

Origin软件是Microcal Software公司推出的一个集图形绘制、数据的处理、统计与分析为一体的综合应用系统。Origin软件从它诞生以来,由于强大的数据处理和图形化功能,已被化学工作者广泛应用。它的主要功能和用途包括:对实验数据进行常规处理和一般的统计分析,如计数、排序、求平均值和标准偏差、t检验、快速傅立叶变换、比较两列均值的差异、进行回归分析等。此外还可用数据作图,用图形显示不同数据之间的关系,用多种函数拟合曲线等等[1]。

在物理化学实验中经常会遇到各种类型不同的实验数据,要从这些数据中找到有用的化学信息,得到可靠的结论,就必须对实验数据进行认真的整理和必要的分析和检验。经验告诉我们,数据信息的处理与图形表示在物理化学实验中有着非常重要的地位。下面我们以Origin 软件为例,简单介绍该软件在物理化学实验数据处理中的应用。

2 图表处理

数据图表处理是用计算机把一系列数据变成直观可视的图形,更好地便于用户分析数据的规律、数据变化的趋势。当我们把实验数据输入到Microcal Origin软件的工作表中后,可以应用计算机程序的图表功能绘制实验图形。与手工绘制的图表相比,计算机绘制图表不但省时、省力,而且可视效果更好、精确度更高。例如,在大学物理化学实验中,具有一对共轭溶液的三组分液-液相图的绘制是非常重要的相图实验内容之一,在液-液萃取操作中确定各区的萃取条件极为重要。通过该实验可以使学生熟悉三角坐标的绘制和使用,并对三元液系相图的实际应用有较深的认识。传统的相图绘制是利用三角坐标纸手工绘制,等边三角形的每条边均被等分为100份,再从所得的点做各边的平行线,组成了规则的网格。在这样的坐标纸上即可按照罗塞布姆(H. W. B. Roozeboom) 等边三角形法(平行线法) 做图。这种传统手工制图不仅耗时费力,而且误差较大、图形粗糙。利用Origin软件可以在计算机上方便快捷地完成一对共轭溶液的三组分液—液相图的绘制,绘图时需一个X列值、一个Y列值和一个Z列值,且数据都是归一化的。然后在【plot】菜单中点击【Ternary】,在三角坐标中绘制出溶解度点。在图上点右键出现【Plot Details】菜单, 选择【Plot Type】框中“Line + Symbol”即得到溶解度曲线。我们在实验教学过程中,利用0rigin软件强大的数据处理和多种图形绘制功能完成了一对共轭溶液的三组分液—液相图的绘制,其用户界面友好,使用方便,具有高效、准确、美观等优点,而且减少人为因素引起的绘图偏差,减轻实验者的工作量[2]。