王 璇 姜進娟 董愛國 高 華 張自力 鄭志遠 王亞芳 蔣 蕓

中國地質(zhì)大學（北京）物理實驗教學中心，北京 100083

作圖法在大學物理實驗數(shù)據(jù)處理中的應用與研究

王 璇 姜進娟 董愛國 高 華 張自力 鄭志遠 王亞芳 蔣 蕓

中國地質(zhì)大學（北京）物理實驗教學中心，北京 100083

測量空氣相對壓力系數(shù)實驗是大學物理實驗中的熱力學實驗之一，其數(shù)據(jù)處理方法中綜合了列表法和作圖法，是一個比較優(yōu)秀的實驗。但是其計算量比較大。因此，探索簡易的數(shù)據(jù)處理方法對于提高實驗的效率非常重要。同時，通過數(shù)據(jù)處理方法的改進，也能夠達到促進學生積極思考的目的。

作圖法；數(shù)據(jù)處理；相對壓力系數(shù)；大學物理實驗

作圖法是大學物理實驗中重要的數(shù)據(jù)處理方法，也是大學生必須要掌握的一種數(shù)據(jù)處理的基本技能。引入excel、matlab等軟件，利用計算機能夠比較方便、準確的進行繪圖，許多教師和學者也進行過研究和探索[1-5],較好的解決了“如何作圖”的問題，但是，對于“作什么圖”的問題，討論的較少。我們在教學實踐中發(fā)現(xiàn)解決好“作什么圖”的問題其實更具有現(xiàn)實意義。下面通過一個具體例子來進行說明，同時也借以和同仁進行探討，歡迎指正。

1 測量空氣相對壓力系數(shù)實驗原理[5]

1.1 理想氣體的查理定律

1.2 擴散硅壓阻式差壓傳感器

半導體材料（如單晶硅）因受力而產(chǎn)生應變時，由于載流子的濃度和遷移率的變化而導致電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應。壓阻式差壓傳感器就是利用壓阻效應制成的。它的核心是硅膜片，這種膜片是利用制作集成電路的方法，在單晶硅基片上通過硼的擴散以形成如圖1所示的十字形四端應變片。

圖1 十字型四端應變片

2 作圖法在數(shù)據(jù)處理中的應用

表1

2.1 常規(guī)作圖法:圖

表2

圖2 p－t圖

從圖中取兩點(t1,p1)和(t2,p2)分別為（20,98.00）和（60,108.44），可得直線斜率可得圖示直線方程為,由此得0℃時的,則

2.2 改進作圖法:圖

具體過程如下：根據(jù)表中數(shù)據(jù)作圖，如下圖3所示。

取線上點(t1,u1)和(t2,u2)分別為（40.0,2.63）和點（60.0,10.00）,由此可求得斜率：。

將數(shù)據(jù)代入公式中：

3 兩種作圖法的比較及結(jié)論

[1]李翠玲，呂向群.Origin輔助物理實驗教學研究徐兵[J].中國科技信息，2011年第1期：204-205.

[2]蘭燕娜.Excel在大學物理實驗數(shù)據(jù)處理中的應用研究[J].赤峰學院學報(自然科學版),2010年第26卷第12期：11-12.

[3]楊菊香，劉振，周躍花，等.Excel和Origin在物理化學實驗數(shù)據(jù)處理中的應用[J]; 西安文理學院學報(自然科學版), 2009年第12卷第4期:122-124

[4]陳玉林，丁留貫，張磊,等.基于Excel的物理實驗數(shù)據(jù)處理[J].大學物理實驗,第20卷第2期:74-76.

[5]郝久清，孫炳全，等.作圖法處理數(shù)據(jù)及其不確定度的評定[J].大學物理實驗,第12卷第1期:61-63.

[6]大學物理實驗[M].周惟公等.高等教育出版社，2009年5月第一版：P159-165.

王璇（1991-）女，本科，地球物理學專業(yè)。

姜進娟（1991-）女，本科，機械設計制造及其自動化專業(yè)。

董愛國（1976—），男，河北唐山人，助理研究員，自動控制專業(yè)，長期從事實驗教學與管理工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.124