origin在材料科學(xué)中的應(yīng)用

1、Origin在材料科學(xué)的應(yīng)用摘要：Origin是由美國OriginLab公司開發(fā)的強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和圖表繪制軟件。由于其具有界面簡單、功能強(qiáng)大、上手容易、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，能充分滿足各種使用者的需要，因此發(fā)展迅速，已成為科學(xué)家和工程師們必備的工具，被公認(rèn)為“最快、最靈活、最容易使用的工程繪制軟件”。關(guān)鍵字：origin；發(fā)展與應(yīng)用；制圖引言O(shè)rigin是有美國OriginLab公司（其前身是Microcal公司）開發(fā)的具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理和圖表制作功能的軟件。該軟件具有界面簡單、功能強(qiáng)大、上手容易、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前流行的圖形可視化和數(shù)據(jù)分析軟件有Matlab/Mathmatica和Map

2、le等。這些軟件功能強(qiáng)大，可滿足科技工作中的許多需要，但使用這些軟件需要一定的計(jì)算機(jī)編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數(shù)和命令。而origin只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，選擇菜單命令就可以完成大部分工作，獲得滿意的結(jié)果。因此，自開發(fā)以來，經(jīng)過短短的幾年，就得到了迅速的發(fā)展，自推出Origin1.0版本以來，目前已經(jīng)推至Origin8.1版本。由于其巨大的優(yōu)點(diǎn)能充分滿足使用者的需要，已成為科研人員和工程師們常用的高級數(shù)據(jù)分析和圖表制作工具。本文著重對Origin軟件的發(fā)展歷程以及在材料科學(xué)中的應(yīng)用做簡要的介紹。一、Origin制圖軟件的發(fā)展與應(yīng)用（1）Origin的產(chǎn)生背景自從人類社會文明產(chǎn)生以來，圖形與

3、語言、文字一樣，是人們認(rèn)識自然、表達(dá)觀點(diǎn)和交流思想的基本工具。尤其是圖學(xué)，得到了不斷的發(fā)展和完善，并且廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中, 化工、機(jī)械或建筑都是根據(jù)圖樣進(jìn)行制造和施工的。因此，圖樣成為交流傳遞技術(shù)信息、思想的媒介和工具，是工程界通用的技術(shù)語言。而好的繪圖軟件可以為繪圖工作者提供很多方便，應(yīng)社會生產(chǎn)發(fā)展的需要，美國OriginLab公司開發(fā)出具有界面簡單、功能強(qiáng)大、上手容易、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理和圖表制作功能的軟件Origin。（2）Origin的發(fā)展歷程Origin最初是一個專門為微型熱量計(jì)設(shè)計(jì)的軟件工具，是由MicroCal公司開發(fā)的，主要用來將儀器采集到的數(shù)

4、據(jù)作圖, 進(jìn)行線性擬合以及各種參數(shù)計(jì)算。1992年，Microcal軟件公司正式公開發(fā)布Origin，公司后來改名為OriginLab。近幾年來，Origin的版本發(fā)布情況如下：時間版本2013.10Origin 9.12013.04Origin 9 SR22012.10Origin 92011.11Origin 8.6 Origin Pro 8.62008.10Origin 8 SR42008.06Origin 8 SR22007.12Origin 8 SR12007.10Origin 8（3）Origin軟件特點(diǎn)特點(diǎn)：使用簡單，采用直觀的、圖形化的、面向?qū)ο蟮拇翱诓藛魏凸ぞ邫诓僮?，全面支?/p>

5、鼠標(biāo)右鍵、拖拉方式繪圖等。兩大類功能：數(shù)據(jù)分析和繪圖。數(shù)據(jù)分析包括數(shù)據(jù)的排序、調(diào)整、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、頻譜變換、曲線擬合等各種完善的數(shù)學(xué)分析功能。Origin也是個多文檔界面應(yīng)用程序。它將所有工作都保存在Project(*.OPJ)文件中。該文件可以包含多個子窗口，各子窗口之間是相互關(guān)聯(lián)的，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時更新。子窗口可以隨Project文件一起存盤，也可以單獨(dú)存盤，以便其他程序調(diào)用。（4）Origin軟件功能簡介Origin具有兩大主要功能：數(shù)據(jù)分析和繪圖。Origin的數(shù)據(jù)分析主要包括統(tǒng)計(jì)、信號處理、圖像處理、峰值分析和曲線擬合等各種完善的數(shù)學(xué)分析功能。準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，只需選擇所

6、要分析的數(shù)據(jù)，然后再選擇相應(yīng)的菜單命令即可。Origin的繪圖是基于模板的，Origin本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板。繪圖時,只要選擇所需要的模板就行。用戶可以自定義數(shù)學(xué)函數(shù)、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數(shù)據(jù)庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接?？梢杂肅等高級語言編寫數(shù)據(jù)分析程序；還可以用內(nèi)置的Lab Talk語言編寫程序。Origin可以導(dǎo)入包括ASC、Excel、 pClamp在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)。另外，它可以把origin圖形輸出到多種格式的圖像文件，譬如JEPG、GIF、EPS、TIFF等等、其在材料科學(xué)領(lǐng)域主要有以下功能：熱力學(xué)計(jì)算相圖繪制建立數(shù)學(xué)模型

7、二、Origin在材料科學(xué)與工程工作中的應(yīng)用實(shí)例（1）線性擬合表1為苯-乙醇溶液折射率測定數(shù)據(jù)。表1苯-乙醇溶液折射率測定數(shù)據(jù)苯的摩爾分?jǐn)?shù)/%折射率10205070901.37341.38751.42901.45701.4850將數(shù)據(jù)輸入origin數(shù)據(jù)表中，作苯-乙醇溶液折射率散點(diǎn)圖，再進(jìn)行Analysis 菜單中的Fit lineal,對該數(shù)點(diǎn)圖進(jìn)行線性擬合。（2）水-硫酸銨體系的固液T-X相圖表2 列出水-硫酸銨體系的固液相圖實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表2水-硫酸銨體系的固液相圖實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)（NH4）2SO4(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%溫度/016.728.637.538.441424343.844.845.846.

8、847.848.849.850.851.80-5.55-11-18-19.10102030405060708090100108.9將數(shù)據(jù)輸入origin的數(shù)據(jù)表中，選擇2D graph Extended工具條的symbol+line作點(diǎn)線圖。三、Origin軟件的發(fā)展趨勢由于Origin軟件，容易入手，操作方便，功能強(qiáng)大，是材料科學(xué)領(lǐng)域繪圖首選的實(shí)用性軟件，固將會得到進(jìn)一步的完善與豐富，與更多的軟件兼容，不斷擴(kuò)增其應(yīng)用范圍。結(jié)束語材料科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及擬合的數(shù)據(jù)量大、計(jì)算過程復(fù)雜，Origin軟件可以方便、準(zhǔn)確地對其進(jìn)行處理，取得良好的應(yīng)用效果，有效地提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和科學(xué)研究素養(yǎng)。所以，每個材料工作者務(wù)必要掌握Origin的基本使用方法，從而減少工作量，提高工作效率。參考文獻(xiàn)1楊明波；胡紅軍；唐麗文. 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2008年1月2肖信. Origin 8.0實(shí)用教程M. 北京：中國電力出版社. 2009年3李潤明；吳曉明. 圖解Origin 8.0 科技繪