大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確度快速評(píng)估法

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確度快速評(píng)估法許江榮【摘 要】大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是個(gè)繁雜過(guò)程,利用 Excel 應(yīng)用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度進(jìn)行快速且有效評(píng)估不僅可行而且很有意義.【期刊名稱(chēng)】淮南師范學(xué)院學(xué)報(bào)【年(卷),期】2017(019)005【總頁(yè)數(shù)】2 頁(yè)(P94-95)【關(guān)鍵詞】Excel 軟件;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);精確度;評(píng)估【作 者】許江榮【作者單位】淮南師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院,安徽 淮南 232038【正文語(yǔ)種】中 文【中圖分類(lèi)】G642.0大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為理工科學(xué)生必修的一門(mén)基礎(chǔ)課程，學(xué)生在參加“三基”訓(xùn)練的同時(shí)可培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)肅認(rèn)真、積極進(jìn)取的探索精神，可提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析

2、與研究的能力。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)課程，也具備一般課堂所具有的要素，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，但有時(shí)候由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繁多，需要學(xué)生將大量的精力用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理，容易使學(xué)生忽視物理實(shí)驗(yàn)本身的意義；孔祥錕，王嘉宇：巧用 Excel 處理普通物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電腦知識(shí)與技術(shù)： 學(xué)術(shù)交流2016 年第 11 期，第 116-117 頁(yè)。物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的常用方法有列表、作圖、圖解和逐差法，劉培姣：物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的常用辦法，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)2007 年第 2 期，第 70-73 頁(yè)。故而，要求學(xué)生找出一種更為直接、客觀、有效的方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，即對(duì)數(shù)據(jù)的精確度進(jìn)行評(píng)估，從而進(jìn)一步分析誤差產(chǎn)生的

3、原因，采取積極處置方法，提高實(shí)驗(yàn)效果。以“弦振動(dòng)的研究”為例，實(shí)驗(yàn)采用弦線上駐波實(shí)驗(yàn)儀（FD-SWF-），實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為研究橫波的波長(zhǎng)與弦線中的張力的關(guān)系。通過(guò)科學(xué)的調(diào)節(jié)方法可快捷形成駐波。由弦振動(dòng)規(guī)律，得式中表示，以一定頻率 振動(dòng)的弦，其波長(zhǎng) 將因張力 FT 或線密度 的變化而變化的規(guī)律。將上式兩側(cè)取對(duì)數(shù)，得即 1n 與 1nFT 間是線性關(guān)系。下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證 2 式的成立。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理：Excel 是常用的應(yīng)用軟件，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、分析、統(tǒng)計(jì)功能，函數(shù)功能豐富， 圖表種類(lèi)繁多，使用簡(jiǎn)捷方便，利用它可以對(duì)數(shù)據(jù)精確度進(jìn)行快速評(píng)估。程序中的 intercept

4、、slope、correl 函數(shù)可直接求得a、b、r。1.建立 excel 空工作簿，將實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)輸入工作表 Sheet1。利用 excel 表上的“插入”將函數(shù)引入，將數(shù)據(jù)占格址起點(diǎn)至終點(diǎn)用冒號(hào)代入， 兩組數(shù)據(jù)用逗號(hào)斷開(kāi)，回車(chē)。用計(jì)算機(jī) Excel 程序中的 intercept、slope、correl 函數(shù)可直接求得 a、b、r。數(shù)據(jù)處理后得：兩量之間的相關(guān)系數(shù) r=0.9995 線性回歸直線的斜率 b=0.5177 y 軸的截距 a=1.9423斜率測(cè)得值與理論值的百分差為 3.55%。說(shuō)明 ln 與 lnFT 呈線性關(guān)系，而且精確度較高。建立 excel 空工作簿，將實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)

5、輸入工作表 Sheet1。將兩組數(shù)據(jù)選中，Y 軸為右，X 軸為左。點(diǎn)擊“插入”欄中的“圖表”，選中“X Y 散點(diǎn)圖”中的“無(wú)數(shù)據(jù)散點(diǎn)折線圖”， 進(jìn)入“下一步”至完成。用右鍵選中已形成的曲線，選中菜單中的“添加趨勢(shì)線”，選中“類(lèi)型”中的“線性”和“選項(xiàng)”中的“顯示公式”和“顯示 R 平方值”，形成趨勢(shì)圖。用右鍵點(diǎn)擊趨勢(shì)線，選中“圖表選項(xiàng)”中的“標(biāo)題”進(jìn)行描述。數(shù)據(jù)處理后得：從圖例中可得出：兩量之間的相關(guān)系數(shù) r=0.9995 線性回歸直線的斜率 b=0.5177 y 軸的截距 a=1.9423說(shuō)明 ln 與 lnFT 呈線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)精確度較高，而且直觀。利用 Excel 應(yīng)用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精

6、確度進(jìn)行評(píng)估，不僅有效而且快捷，學(xué)生節(jié)省了大量運(yùn)算的時(shí)間，可將此時(shí)間用于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步分析和處理,學(xué)生在有限的課堂時(shí)間里可適度提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。利?Excel 應(yīng)用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度進(jìn)行評(píng)估，尤其是利用 Excel 擬合曲線， 是檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的有效形式，也是教師評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)較好的輔助手段，建立模板文件，可成為檢驗(yàn)全體實(shí)驗(yàn)同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確度的快捷平臺(tái)。Excel 表格另存為模板文件，只要修改 Excel 表格中測(cè)量數(shù)據(jù)記錄（紅色區(qū)域內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），實(shí)驗(yàn)擬合圖形和數(shù)據(jù)處理結(jié)果表達(dá)式便立即產(chǎn)生，馬上可以看出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)誤，如果有錯(cuò)誤，只需刪除后再填寫(xiě)重新測(cè)量的數(shù)據(jù)，無(wú)需做其它改動(dòng)，Excel 就會(huì)重新計(jì)算。Excel 工作表可以重復(fù)使用，在教師檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否合理、數(shù)據(jù)處理結(jié)果是否正確時(shí)，是非常方便實(shí)用的。利用 Excel 軟件處理大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以減少枯燥的數(shù)據(jù)計(jì)算，有效避免計(jì)算過(guò)程中的錯(cuò)誤；曲線擬合簡(jiǎn)單而又快捷，并避免了手工作圖的人為誤差，還可以顯示出數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，從而快速而客觀地獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果龍臥云，