Origin软件在近代物理实验教学中的应用探讨

发布时间:2018-03-29 来源:合肥学院数理系

对Origin软件在“光电效应测普朗克常数”以及“音频信号的光纤传输技术”实验数据处理中的运用进行了分析比较,有助于发挥其在近代物理实验课程中的促进作用。Origin软件形象化的图形及强大的数据拟合功能为近代物理实验的理论分析与实验教学提供便利,可以引导学生开展探究性学习,加深对物理规律及内涵的理解, 从而提高教学质量。

Origin为美国Origin Lab公司出品的较流行的专业函数绘图软件,是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大,可满足科技工作中的许多需要,但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识,并熟悉其中大量的函数和命令。而使用Origin就像使用Excel和Word那样简单,只需点击鼠标,选择菜单命令就可以完成大部分工作,获得满意的结果。

Origin具有两大主要功能:数据分析和绘图。准备好数据后,进行数据分析时,只需选择所要分析的数据,然后再选择相应的菜单命令即可。Origin软件已被广泛用于大学物理实验数据的处理与分析中。例如,对实验数据进行峰值分析、曲线拟合、数据比较等。计算机软件处理物理实验数据有助于实验教学的改进。软件的运用能提高实验数据处理的精度,将学生从复杂费时的数据计算及图表描述中解放出来,从而能将更多的精力放在对实验操作的研究、实验现象的探索以及物理内涵的理解上。

在学生已经掌握基本的手工物理实验数据处理的基础上,考虑近代物理实验的课程特色与教学目标,专业实验数据处理软件在其中的运用对于教学效果的提升就显得更为必要。本文实例描述Origin 8.6软件在近代物理实验“光电效应测普朗克常数、音频信号的光纤传输技术”中的典型运用。

Origin软件处理实验数据

打开Origin软件, 点击菜单命令:[File]→[New]→[Project], 新建一个项目,程序会自动新建一个Book1,把νi数据输入到A (X) 列,把U0i数据输入到B (Y) 列中。全部选定工作表数据,点击菜单命令:[Plot]→[Symbol]→[Scatter],创建Graph1,即为光电效应的U0i-νi散点图。选择菜单命令:[Analysis]→[Fitting]→[Linear Fit]进行散点的线性拟合,如图1 (a) 所示。拟合出斜率为k=h/e=3.9718×10J·s/C,再根据电子电量e=1.6 02×10C,这样可以计算出普朗克常数h=6.3 63×10J·s。

根据普朗克常数的公认值h0=6.626×10J·s,计算出实验的相对误差为3.969%。图1 (b) 按照同样的方法拟合出自动测量的斜率k=3.967×10J·s/C,计算出普朗克常数h=6.355×10J·s,计算出实验的相对误差为4.090%。可以看出手动测量的数据更为精确一些。Origin软件依照最小二乘法求算拟合直线斜率和截距,可以避免传统手工计算或作图法的费时费力,操作简便却具有更高的准确度。

Origin软件在近代物理实验教学中的应用探讨

图1 (a) 手动和 (b) 自动模式下截止电压与频率的拟合图线

结语

本文探讨了Origin 8.6软件在对近代物理实验“光电效应测普朗克常数”以及“音频信号的光纤传输技术”数据分析中的实际运用。利用计算机专业软件进行实验数据处理、图形绘制分析等, 与手工作图相比,具有信息量大、准确等优点,能够大幅度提高工作效率,提高学生的学习积极性。更重要的是,计算机软件绘图及分析有助于具有一定物理基础的理工类学生深入理解实验内涵及机理, 能着重培养学生的求知探索精神和科学素养。

友情提示:以上内容仅为本资源的内容摘要,如需全部内容请自行下载附件资源。

文件下载:进入下载地址

更多相关阅读

利用origin软件将两个图形完美合并的方法

Origin软件在能力验证数据报告图示制作上的应用

Origin软件在“电容-电压法测半导体杂质浓度分布”实验中的应用

Origin软件在刚体转动惯量测量实验中的应用

如何利用origin软件画柱状堆积图

    上一篇:Origin8.0软件在中学物理教学中的应用实例
    下一篇:Origin 8.5在亥姆赫兹线圈磁场测量实验数据处理中的应用

    推荐

    热门教程

    推荐

    推荐教程

    推荐

    自学教程

    推荐

    访问电脑版 || 访问移动版 || 联系我们

    Copyright © 2010-2022 Office办公助手. 版权所有