Origin处理实验数据.doc

实验 用Origin软件处理实验数据实验目的：了解Origin软件及其在数据处理中的应用。实验仪器：装有Origin软件的 机一台。Origin数据处理软件简介：数据处理工作是繁琐、枯燥的，值得庆幸的是现在这些工作可以交给计算机来完成。Microcal软件公司的Origin软件就是一个短小精悍的数据处理软件。它在Windows平台下工作，可以完成物理实验常用的数据处理、误差计算、绘图和曲线拟合等工作。这里不对该软件的使用做系统的介绍，只是结合几个例子说明Origin5.0软件在物理实验中经常用到的几项功能。一、误差计算前面我们介绍了用千分尺测量钢柱直径的例子，现在用Origin来处理测量数据。Origin中把要完成的一个数据处理任务称做一个“工程”（project）。当我们启动Origin或在Origin窗口下新建一个工程时，软件将自动打开一个空的数据表，供输入数据。默认形式的数据表中一共有两列，分别为“A(X)”和“B(Y)”。将下表的8次测次数12345678D/mm2.1252.1312.1212.1242.1262.1272.1152.129量值输入到数据表的A列（或B列）。用鼠标点“A(X)”，选中该列。点“Analysis”菜单，在下拉菜单项中选“Statistics on Columns”，瞬间就完成了直径平均值（Mean）、单次测量值的实验标准差(软件记做sd)、平均值的实验标准差（软件记做se）的统计计算，其结果如下：Col(x)Mean(Y)Sd(yErSe(yErSumN1A2.117750.003240.0011516.9428图一 误差处理结果2二、绘图设一小球由静止下落，在不同位置处测量球下落经过的时间，得到数据如下表：s/m0.000.200.400.600.801.001.20t/s0.0000.1980.2960.3410.4170.4430.508用Origin软件作图，分析s与t之间的关系：图二 数据表将距离s的数据输入到A列，将时间t的数据输入到B列，如图二，在“Plot”下拉菜单中选“Scatter”，弹出一个对话框。鼠标点“A(X)”，再在右边选“X”，则将“A(X)”设为变量。同样，鼠标点“B(Y)”，再在右边选“”，则将“B(Y)”设为选“Column”菜单下的“Add New Column”变量。点“OK” ，出现实验数据的图表，如图三(a)所示。Origin默认将图的原点设在第一个数据点的左下方，但是你可以改变这一设置。在“Format”下拉菜单中点“AxisX Axis”，可以修改坐标的起止点和坐标示值增量。同样，点“AxisX Axis”可以修改轴的设置。此外，点“X Axis Titles”和“Y Axis Titles”项可以修改两坐标轴的说明，修改后的一例见图三(b)。图三 自由落体的 ts 图图的右上角有一个文本框，鼠标双击文本框的空白处可以修改框内内容，单击下边工具条上的“T”按钮，再在图中任意位置点一下，还可以建立一个新的文本框，文本框中可以输入必要的说明。三、函数图形的绘制图三中所绘的不是一条直线。理论分析证明，s与t2之间才是线性关系。我们仍然可以用图1的数据表来画t2s曲线。在数据表窗口，用鼠标选“Column”菜单下的“Add New Column”就会在数据表中增添“C(Y)”列，再用鼠标选“Column”菜单下的“Set Column Values”，弹出一个对话框，供设定C列数值使用，C列的默认值是col(B)-col(A)，即B列值与A列值之差。在这里将它改成col(B)2，即B列数值的平方。重复绘图的步骤，只不过此时将“C(Y)”设为变量，就绘出了 t2s曲线如图四所示（图中的直线是拟合线）。根据这一方法，也可以画出三角函数、指数、对数等其他函数曲线。4图四 t2 s 图及拟合直线四、曲线的拟合Origin软件具有多种常用函数曲线拟合功能。例如图四表现的应该是直线关系。在图形表窗口，用鼠标选“Analysis”菜单下的“Fit Linear”就会完成直线AB的拟合，并计算出A、B值及A、B、Y的实验标准差()(sd)，A、B的实验标准差(A)、S(B)（Error）和相关系数(R)，拟合结果如图五所示：图五 直线拟合结果由此可以得到：- 0.001 + 0.210即t2 =- 0.001+0.210sS()=0.008用类似的方法还可以进行多项式、指数等其他函数关系曲线的回归拟合。当然，Origin软件的功能远不止这些。有兴趣的同学可以通过软件使用手册或软件的“帮助文件”了解其更多的使用功能。实验内容： 用Origin软件处理下面三题的数据。一、用伏安法测电阻，数值如下表：I/mA0.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.00U/V0.001.002.013.054.005.015.996.988.009.00I/mA20.0022.00U/V9.9911.00用直角坐标纸作图，从图线上求出电阻值；再用逐差法根据测量数据计算出值，将两个结果进行比较。二、水的表面张力在不同温度时的数值如下表所示。设F=aT - b，其中为热力学温度，试用最小二乘法求常数a和b及相关系数。T/K283293303313323333343F/(10-3N/M)74.2272.7571.1869.5667.9166.1864.41三、一物体做匀速直线运动，在不同的时刻t，观察运动距离s，结果如下：t/s1.002.003.004.005.006.007.008.00s/cm16.822.