(下學(xué)期要使用的)

1、【附錄】 Origin 在大學(xué)物理實驗中的應(yīng)用 認(rèn)識Origin 由于高級圖表繪制和數(shù)據(jù)分析能力是科學(xué)家和工程師必需掌握的，而Origin是當(dāng)今世界上最著名的科技繪圖和數(shù)據(jù)處理軟件之一，與其它科技繪圖及數(shù)據(jù)處理軟件相比，Origin在科技繪圖及數(shù)據(jù)處理方面能滿足大部分科技工作者的需要，并且容易掌握，兼容性好，因此成為科技工作者的首選科技繪圖及數(shù)據(jù)處理軟件目前，在全球有數(shù)以萬計的公司、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)使用OriginLab公司的軟件產(chǎn)品進(jìn)行科技繪圖和數(shù)據(jù)處理打開Origin，在菜單View > Toolbars中可以看到許多選項，勾中后可以看到在菜單區(qū)出現(xiàn)很多圖標(biāo)，這顯示了Origin豐富的

2、操作功能當(dāng)然，如果瀏覽一下各個菜單，可以發(fā)現(xiàn)更多的功能 圖1 工具欄顯示1 輸入數(shù)據(jù)我們以光敏電阻實驗中的光敏電阻在一定照度下的伏安特性為例，說明 Origin 的作圖方法，需要說明的是 Origin 的作圖功能十分強(qiáng)大，我們在這里介紹的只是最基本的部分我們采用的版本是 Origin75Origin60 的操作在有些方面與 75 相差較大，所以我們建議使用 75 的版本打開 Origin 后，在下方出現(xiàn)幾個窗口，類似資源管理器的作用雙擊“Data1”打開數(shù)據(jù)表，然后可以輸入您作圖用的數(shù)據(jù)如果先要對直接測量值進(jìn)行計算，我們強(qiáng)烈建議使用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，因為 Excel 的計算功能比 Or

3、igin 強(qiáng)大，更因為 Excel 是一個世界通用的表格計算軟件，了解和使用它非常必要但在科學(xué)作圖時用 Origin 要方便得多，所以應(yīng)該把兩者結(jié)合起來實際上 Origin 本身就有與 Excel 鏈接的功能，但在中文操作系統(tǒng)中有時會出現(xiàn)問題，所以還是分別打開為好我們可用 copy/paste 命令在 Excel/Origin 之間傳遞數(shù)據(jù)可在 Excel 中選中要粘貼的數(shù)據(jù)，直接粘貼到 Origin 的數(shù)據(jù)表中，粘貼的方法與在 Excel 中的操作一致從實驗中得到的數(shù)據(jù)如表 1，粘貼好的畫面如圖 2 所示如數(shù)據(jù)列不夠多，可單擊增加列的圖標(biāo)，見圖 2為了方便同學(xué)們練習(xí)，我們把這張數(shù)據(jù)表做成了

4、Excel 形式的數(shù)據(jù)表名稱是【Origin 作圖-光敏電阻的伏安特性】 表 1 光敏電阻在一定照度下的伏安特性 U（V）Iph（mA）á 0°Iph（mA）á 30°Iph（mA）á 60°Iph（mA）á 90°21496126906990022430032540140000456452838352114006986072514628270093107644646735550117129130780942900143141084692745027016816125281068057820193181421412

5、1796550021820157301328071780273圖 2 粘貼到 Origin 數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)2 快速作圖 用鼠標(biāo)選中要繪圖的數(shù)據(jù)，在本例中為第 3 行到第 12 行的 A-E 列然后再在左下角的圖標(biāo)中選擇圖的形式，一般我們選<Line+Symbol>的形式，如圖 3 所示用鼠標(biāo)點擊該圖標(biāo)后 Origin 就轉(zhuǎn)到繪圖窗口，給出一張曲線圖如圖 4 所示顯然，這張圖還需要編輯這張圖可分為 5 個部分，都可以用鼠標(biāo)進(jìn)行操作用左單擊選擇目標(biāo)，用左雙擊可對選擇的 目標(biāo)進(jìn)行具體的操作而右單擊則可進(jìn)入常用操作的選擇菜單下面我們就圍繞著這張圖來完成我們的作業(yè)我們按圖中的標(biāo)注編號的順序分

6、別操作圖 3 選擇作圖的圖形圖 4 初步繪制的曲線圖21 對坐標(biāo)軸名稱的操作 左擊 Y Axis Title ，這時出一個框套住要操作的區(qū)域，表示選中左雙擊則進(jìn)入這個框內(nèi)，可直接在內(nèi)部輸入文字 如果是右擊， 則出現(xiàn) 一個菜單我們選擇 Properties 可進(jìn)入一個文本控制對話框，如圖 5 所示在這里，可完成對文本的各種操作我們在此窗口輸入“電流 / mA”，并把字體設(shè)置為“Times New Roman”，字的尺寸設(shè)置為 22這樣我們就完成了對 Y坐標(biāo)軸名的操作對 X 坐標(biāo)軸名也同樣處理同理，對文字的操作都可用這個對話框完成圖 5 文本控制對話框22 對圖例的操作 對準(zhǔn)字母左擊或左按拖動鼠標(biāo)

7、套住圖例，這時圖例框四周出現(xiàn) 8 個方形小黑塊，表示整個圖例可以移動我們把它拖到左上方，對準(zhǔn)字母雙擊可進(jìn)入直接編輯，或右擊再選擇 Properties 進(jìn)入一個文本控制對話框，則出現(xiàn)與坐標(biāo)軸名稱操作類似的畫面其后的操作也是一樣的我們在這里分別把 B-E 改為 0°、30°、60°、90°，見圖 6 中左上方圖 6 對坐標(biāo)軸進(jìn)行編輯對準(zhǔn)某個圖標(biāo)雙擊可出現(xiàn)一個繪圖參數(shù)編輯對話框 Plot Details 在這里可對繪圖特性進(jìn)行各種參數(shù)的設(shè)定這里分三個級別，第一個是整個繪圖板參數(shù)<Graph>設(shè)定，第二個是圖層參數(shù)<Layer>的設(shè)定，

8、第三個是數(shù)據(jù)參數(shù)<Data>的設(shè)定前面兩個一般不用改變第三個可以修改線型、標(biāo)記的形狀、大小以及相互關(guān)系，使得圖形更符合自己的要求同學(xué)們可以進(jìn)入這里練習(xí)一下注意，這些參數(shù)只是與顯示有關(guān) 對準(zhǔn)某個圖標(biāo)右擊和在整個制圖框（X-Y 坐標(biāo)軸套住的區(qū)域）內(nèi)右擊的效果是一樣的也會有一個菜單出現(xiàn)，其中也有繪圖編輯對話框 Plot Details 23 對坐標(biāo)軸的操作 對準(zhǔn) Y 坐標(biāo)（或?qū)?Y 坐標(biāo)軸），這時出現(xiàn)一個有關(guān) Y 坐標(biāo)（或 Y 坐標(biāo)軸）參數(shù)編輯的對話框，如圖 6 所示在圖 6 中標(biāo)出了對話框的各部分作用因為可編輯的參數(shù)較多，我們只選與物理實驗作圖有關(guān)的介紹，同學(xué)們可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步操作注

9、意，有關(guān)坐標(biāo)的所有操作可以在這里一次完成 <Tick Labels> ： 此 欄 是 對 坐 標(biāo) 文 字 特 性 的 編 輯 我 們 需 要 編 輯 的 參 數(shù) 在 右 半邊【Display】為選擇數(shù)的表示方法，如科學(xué)記數(shù)法，工程記數(shù)法等【Divide by】是把坐標(biāo)除以某個數(shù)再下面 3 個操作分別是小數(shù)點后要顯示的位數(shù)設(shè)置、坐標(biāo)的前綴、坐標(biāo)的后綴只要試著把數(shù)值或文字（可以是中文）輸入后再按右下方的“應(yīng)用”按鈕立即可以看到結(jié)果這是不是非常的靈活呢？ < Scale >：此欄是對坐標(biāo)軸特性的編輯一般需要編輯的參數(shù)是范圍【From】【To】，坐標(biāo)軸刻度形式【Type】，主標(biāo)

10、尺增量【Increment】, 次主標(biāo)尺增量【Minor】等其他可由 Origin 自動設(shè)定在本例圖中可看到，因為 90°的數(shù)據(jù)較小，所以曲線幾乎貼到 X 軸上而0°最大值小于 16所以我們可以把 Y 軸的范圍定-1 到 16另外還有 < Title & Format >、< Grid Lines >等設(shè)置，也可以試一下在坐標(biāo)軸對話框的左側(cè) Selection欄中選中“Bottom”，這時對話框的標(biāo)題就會變?yōu)?“X Axis”這說明，當(dāng)前的操作轉(zhuǎn)到對 X 軸了，我們同樣按我們的要求進(jìn)行設(shè)置就可以了這樣，一張圖就初步完成了我們還可以在上面加上說

11、明比如圖名、班級、作者等只要點擊圖標(biāo)< T >，在適當(dāng)位置輸入文字即可文字編輯的方法與 對 坐 標(biāo) 軸 名 稱 操 作 的 方 法 是 一 樣的做好后選中 “說明”和“圖例”，用“左對齊”功能鍵使兩圖左對齊如圖 7 所示最后的結(jié)果見圖 8圖 7 對齊部件位置圖 8 需要進(jìn)一步修飾24 對曲線的的操作對曲線的的操作與類似，就不另外敘述了25 繪圖層特性的編輯 在這里的操作比較重要，前面我們是在數(shù)據(jù)表中把數(shù)據(jù)選中后再選擇圖例，然后生成了一張圖那種方法雖然快捷，但卻不靈活如果我們已經(jīng)初步繪好了一張圖，現(xiàn)在要增加 / 刪除一條曲線呢？或者要對數(shù)據(jù)重新選擇 X-Y 軸呢？這時我們就要進(jìn)入繪圖

12、層特性編輯的菜單中了.這里有兩個菜單選項是在修改繪圖時比較常用的選項，一個是< plot setup >，這個功能可以用來加入、刪除曲線，修改、編輯已存在的曲線與數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)的依存關(guān)系，也可以設(shè)置線形如圖 9 所示另一個是< layer contents >顧名思義，顯然，它是用來在一張繪圖層中加入 / 刪除曲線的 圖 9 繪圖設(shè)置3 輸出 我們可以把它輸出成為某種格式的圖形文件，以備其他程序調(diào)用打開【File】菜單，點擊“Export Page ”再在【保存類型】下拉菜單中選擇圖形格式對于“word”程序，我們最好選用對“word” 程序的兼容性好“EMF”格式4 進(jìn)

13、一步修飾圖 10 進(jìn)一步修飾拿我們圖 8 與書中常見的插圖形式比較，總會覺得差點什么對了，原來是右邊和上邊缺少了邊框，可能還缺少若干標(biāo)尺線這些都可以在對坐標(biāo)軸的操作中搞定再次打開Y 坐標(biāo)軸編輯對話框，選中 < Title & Format > 欄如圖 10 所示對主次標(biāo)尺線選擇“In”，再選擇軸的位置為“Top”，在“Show Axis & Tick”方框中打鉤，再次選主次標(biāo)尺線為“In”對 “Right”、“Bottom”也同樣處理如果在圖中要顯示標(biāo)尺線，可在 <Grid Lines > 欄中編輯最后效果如圖 11 所示圖 11 修飾后的效果5 顯示兩

14、個相關(guān)的曲線 有時要在同一自變量中顯示兩條不同應(yīng)變量的曲線，比如不同電壓下光敏電阻的功率這時必須在另一繪圖層（layer）上作圖，對于這一特性的理解是很重要的在計算機(jī)的繪圖軟件中，都毫無例外地應(yīng)用了這一概念，正是這一做法使得計算機(jī)的“繪圖”功能強(qiáng)大而又靈活我們可以把繪圖層看成是一張張的透明紙，操作就在這些透明紙上操作這些層面是可以迭在一起的而我們正好是在透視它們打開菜單【Tools】，選擇“Layer”，在“Add”欄中選中加“右邊軸”如圖 12所示這時可注意到圖的左上角出現(xiàn)數(shù)字“2”右擊它，選中< layer contents >在這里，我們給出的 Y 的數(shù)據(jù)是電壓乘電流，即功率

15、這個計算可在數(shù)據(jù)表中右擊數(shù)據(jù)欄選擇“Set Colum Values”操作我們把相應(yīng)的 4 條功率曲線選入 layer2 的圖層中然后再進(jìn)入< polt setup > 中編輯,如圖 13 所示完成后的結(jié)果如圖 14 所示圖 12 新增繪圖層圖 13 在新圖層中加入數(shù)據(jù)圖 14 兩種曲線在同一圖表中6 數(shù)據(jù)的處理 Origin 里也帶有數(shù)據(jù)處理的功能，也可以作統(tǒng)計，如線性回歸、多項式擬合等簡單的處理可由 Origin 完成，但一般這類工作在 Excel 中作較好在這里，我們以 =30°和 60°兩條曲線為例作線性回歸，請注意它們的區(qū)別右擊圖例中的圖標(biāo)或右擊左上角

16、的標(biāo)號“1”，選 中要線性回歸的數(shù)據(jù)，然后在菜單【Analysis】中點擊“Fit Linear”O(jiān)rigin 就會給出 = 30°的數(shù)據(jù)的線性回歸，并給出了有關(guān)統(tǒng)計結(jié)果注意到這根直線并沒有過零這顯然不對，曲線應(yīng)過零我們再選擇 = 60°的數(shù)據(jù)操作，這次我們在菜單【Tools】中點擊“Linear Fit”，這時跳出一個對話框，我們在“Throught Zero”方框中打鉤再“Fit”，結(jié)果請見圖 15請同學(xué)們自行比較圖 15 兩種線形回歸的結(jié)果7 屏蔽 在作擬合時，有時有些數(shù)據(jù)點不能計入在內(nèi)，但我們又不能把它人為的去掉，比如在非線性伏安特性測量中，我們要求曲線的直線部分的

17、斜率，起始的彎曲部分不考慮這時最好能把彎曲部分的數(shù)據(jù)點屏蔽掉Origin 提供了這個功能，我們看看如何使用它圖 16 非線性伏安曲線圖 16 是一個非線性元件的伏安曲線，我們要取其直線部分的數(shù)據(jù)作直線擬合打開屏蔽工具條，要注意的是，<mask>工具條的按鈕是狀態(tài)開關(guān)鍵，按第一次表示進(jìn)入“mask”操作狀態(tài)，這是可以進(jìn)行“mask”功能的操作，再按一次表示確認(rèn)操作并退出點擊< mask rang>按鈕，見圖 17，這時曲線兩個端點會出現(xiàn)一對相向豎直的箭頭，這表明這時 mask 的范圍是整條曲線，同時鼠標(biāo)也變成了一個方框改變范圍的方法是用方框套住箭頭，按下鼠標(biāo)左鍵拖動到另一

18、個數(shù)據(jù)點上，如圖 18 所示選定后，再點擊< mask rang>按鈕，這時可以看到被屏蔽的數(shù)據(jù)點改變顏色之后就可以進(jìn)行所需的操作了，如圖 18 所示要取消屏蔽，則要點擊< unmask rang>，連續(xù)點擊兩次，就可以取消屏蔽其他屏蔽功能的操作方法與此類似，比如屏蔽掉一個壞點等圖 17 屏蔽工具條圖 18 數(shù)據(jù)的屏蔽8 模板 費(fèi)了不少工夫設(shè)置好的圖的風(fēng)格是否能夠保存下來？Origin 帶有模板保存的功能打開【File】菜單，選擇“Save Template As”,設(shè)置好名稱、位置等參數(shù)就可把作好的圖作為模板存起來下次遇到類似的作圖就直接可以引用了同學(xué)們在作圖中一定會

19、有不少精彩之作，歡迎大家上傳到我們實驗中心，我們將選出優(yōu)秀之作展示給大家同時歡迎大家把作圖的心得體會，Origin 的應(yīng)用技巧等上傳到中心我們整理后供大家參考圖 19 對部分?jǐn)?shù)據(jù)點進(jìn)行線性回歸9 非線性擬合舉例 數(shù)據(jù)如下：X             Y0.7053    38.470.8145    37.020.8568    35.20.9091    34.60.9275    34.0920.9281    33.859畫出了曲線如下：圖 20 非線性擬合數(shù)據(jù)散點圖曲線的顯示沒有明顯的特征，平滑度也不好，但我所期望的函數(shù)類型如下： 9.1、選擇函數(shù)選擇“菜單/分析/非線性