郝长春，孙润广

(陕西师范大学，陕西西安 710119)

大学物理实验课程是大学理科学生非常重要的基础课程，在培养学生实验设计和动手能力等方面起着重要作用。物理实验需要采集大量数据，实验者需要对实验数据进行记录、整理、计算与分析，从而寻找出测量对象的内在规律，正确给出实验结果，所以说数据处理是物理实验工作不可缺少的一部分。实验日常教学中运用手工计算显得非常繁琐且在处理数据的过程中容易出现计算出错。随着计算机的普及和网络的发展，实验人员经常使用一些应用软件对实验数据进行数据处理，如 Origin等［1-3］。在此基础上，介绍了 Origin 9．0在实验数据处理过程中的一些应用，这样能够提高学生的学习效率，加强学生应用计算机软件的能力，激发学生的学习兴趣，为以后从事科研或者分析工作奠定基础，进而提高大学生的整体素质。

1 单摆法测重力加速度实验

此实验在摆角θ＜5°时记录单摆的摆长L与周期T的数值［4］，见表1所示。

表1 单摆周期T与摆长L的关系

打开Origin 9．0，在workbook工作表A(X)中输入摆长数值，在B(Y)列中输入周期T实验值，实验中需要对实验数据进行简单单位换算和数值运算。

图1 单摆摆长和周期平方关系

首先摆长数值需要转换成国际单位制“米”，所以数值需要进行换算，右击“Add New Column”，出现C(Y)，选中后右键选择“Set Column Values”，编辑公示 Col(C)=Col(A)/100，然后点击“OK”。然后再重复增加列为D(Y)，为D(Y)赋值为Col(B)×Col(B)。此时C(Y)代表摆长L，D(Y)代表 T2。选中 C(Y)右键“Set As——-X”，针对数据就可以对摆长和周期平方作图。选定 C 和 D，点击 Analysis——-Fitting——-Fit Linear然后做好相应的设置得到下面所示的关系图．

从拟合图中可以直接读出斜率以及截距标准偏差和相关系数，见表2所示。

表2 摆长与周期平方数据线性拟合参数

从表2可以看出使用origin9．0拟合的参数，提取斜率数值4．03837，就可以计算出当地的重力加速度g=9．765 m/s2，实验拟合相关系数为0．999 89，非常接近1，说明数值拟合准确。

2 测定金属导体电阻温度系数实验

在测定金属导体电阻温度系数的实验中，金属导体的电阻与温度的关系为:

式子中R0是0℃时的电阻，α是电阻温度系数。实验记录不同温度下的电阻值，然后线性拟合后计算出电阻温度系数。实验中数据记录见表3所示:

表3 温度t与电阻R的关系

电阻与温度的公式可以看出不是标准的线性函数表达方式，所以需要将其变形为:

根据公式，t与R满足正比例函数y=kx+b，画出t和R的关系图像得到一条直线，根据这条直线的截距b和斜率k，先求出α，再求出R0的数值。

打开Origin9．0，在 workbook工作表 A(X)中输入电阻数值，在B(Y)列中输入时间值，选定A和 B，点击 Analysis——-Fitting——-Fit Linear，得到下面所示的关系图。

图2 电阻阻值与温度关系

从拟合图中可以直接读出图2的斜率以及截距标准偏差和相关系数，见表4所示。

表4 摆长与周期平方数据线性拟合参数

由表4可以看出拟合直线截距数值－233．092 9，从而可以计算出该金属导体的电阻温度系数 α值约为0．004，然后通过斜率数值6．617 74，可以计算出金属导体在0℃时的电阻R0值为37．777Ω，实验拟合相关系数为 0．999 01，非常接近1，说明数值拟合准确。

3 结 论

用Origin 9．0分析了单摆法测重力加速度和测定金属导体电阻温度系数实验数据，两种都是通过实验数据的直线拟合进行运算，但是单摆实验中需要进行单位的换算，而金属导体电阻温度系数测定实验中需要进行公式的变形。两个实验都体现了Origin 9．0处理数据的优越性，在得到相关系数的同时，还给出了数值统计的标准偏差和拟合度相关系数，体现了实验数据处理的科学性。该软件的应用节省了手工作图的时间，并且能够激发学生的兴趣，提高了学生的整体素质，为将来工作或者科研学习中奠定基础。

［1］ 段秀芝，杨萍萍．Origin软件在大学物理实验教学过程中的应用［J］．大学物理实验，2013，26(5):79-80．

［2］ 訾振发，于淼，赵敏，等．Origin8．0软件在单摆实验中的应用［J］．大学物理实验，2013，26(1):75-77．

［3］ 李丹凤，夏雪琴．逐差法和Origin7．0软件在测量氦氖激光的波长实验数据处理中的比较［J］．大学物理实验，2014，27(6):106-109．

［4］ 吴俊林．大学物理实验［M］．北京:科学出版社，2013，8．