在大学物理实验中用计算机软件记录处理数据逐差法

蒋卫建

我们在处理实验数据时，经常要对大量的数据进行步骤重复的计算，计算工作量都很大，可以利用计算机软件来帮助我们完成数据处理任务。[1-2]

一、Excel简介和Excel函数计算

Microsoft Excel是微软公司的办公软件Microsoft office的组件之一。Microsoft Excel可以执行计算，有大量的内置函数可供选择，可以制作图表、添加曲线拟合趋势线，完全能够满足我们大学物理实验课中处理实验数据的要求。Excel软件普及度很高，也很适合初学者学习使用。本书中，我们将以Excel 2010为例来说明如何使用软件来处理数据。[3-4]

Excel表格中，每一个格子称为单元格，用图（1）中第一列的1、2、3……表示行数，第一行A、B、C……表示列数。例如图中选中的是单元格J2，其内容显示的是“815.69”。单元格中既可以输入数字，如单元格B2至I2；也可以输入字符，如单元格A2；还可以输入公式，如单元格J2、K2。公式的特点是以“=”号作为起始符号。我们就是要利用Excel可以用公式做计算的功能来处理数据。我们要注意，在Excel表格中输入公式后，将直接显示计算结果，如图（1）中单元格J2。若要查看某单元格公式，可以用鼠标选中某单元格后，在编辑栏（图（1）的中部按键 后的空格）内查看。如图（1）中单元格J2中输入的公式为“=AVERAGE（A2：I2）”，表示对从单元格A2至单元格J2中的值求平均值，注意这里是用“：”连接A2和I2。

为了计算标准差，如图（2）所示，可选择单元格K2，点击按键，弹出插入函数对话框，选择“STDEV”函数（标准差Standard Deviation）。在函数参数对话框中，输入“B2：I2”。点击确定按键，单元格K2中即会显示出标准差的值。

二、Excel逐差法处理数据举例

我们再来看看如何在Excel中采用逐差法处理数据。

例如，在测量声波速度的实验中，声波传播至相距Δx=25.00mm的各个位置时，测得其相应的时间数据如表1所示。我们要用逐差法处理数据求得声波速度v。

如图（3），在行1输入物理量的名称和单位，然后输入实验数据，并设置列A的小数位数为“2”。在单元格C2输入“=B6-B2”，在按回车键。单元格C2将显示“296”，为单元格B6的值“516”和单元格B2的值“220”之差。

接着，我们要用到Excel的自动填充功能。将鼠标移到单元格C2右下角的附近。鼠标会变成一个黑色的实心的小十字，按住鼠标左键向下拖动至单元格C4，就可以实现自动填充。自动填充后，列C各行都是与单元格C2相似的公式，例如单元格C3为“=B7-B3”，Excel自动地把公式中的行号相应增加了。而这正好是逐差法所需要的计算公式。注意，每次执行自动填充后，我们都要选择自动填充的单元格，在编辑栏检查公式是否正确。

我们在图（3）中单元格D2使用了平均值公式计算Δt平均。在图（3）单元格E2中输入的公式为“=25.00*0.001/（D2*0.000001/4）”，显示的“337.8”，即是声速的值。

三、小结

利用计算机软件来帮助我们完成数据处理任务，特别是可以使用公式，可以节约数据处理的时间，提高效率。

参考文献

[1]陈守川.杜金潮等.新编大学物理实验教程.杭州：浙江大学出版社.2011.

[2]丁慎训.张连芳.物理实验教程.北京：清华大学出版社.2002.

[3]Excel Home.Excel數据处理与分析.实战技巧精粹.北京：人民邮电出版社.2008.

[4]Excel Home.Excel函数与公式.实战技巧精粹.北京：人民邮电出版社.2008.