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物理学实验中常见的数据处理软件简介与使用指南数据处理在物理学实验中占据着重要的地位，传统的手动计算已经无法满足实验数据的需求。
为了更加高效地处理实验数据，科学家们开发了许多数据处理软件。
本文将介绍物理学实验中常见的数据处理软件，并提供使用指南，帮助读者更好地应用这些软件。
一、数据处理软件简介1. OriginOrigin是一款常用的数据处理和绘图软件，在物理学领域广泛使用。
它具有强大的数据处理和分析功能，能够进行数据拟合、曲线绘制、统计分析等操作。
它的图形界面友好，使用起来非常方便。
同时，Origin还支持使用脚本进行自动化处理，大大提高了数据处理的效率。
2. MATLABMATLAB是一种用途广泛的高级数值计算和数据可视化软件。
它提供了丰富的函数库和工具箱，可以用于各种数学计算、矩阵运算、图像处理等。
在物理学实验中，MATLAB常被用于数据处理、信号处理和模拟实验等方面。
其灵活性和强大的计算能力使得它成为物理学研究的重要工具。
3. LabVIEWLabVIEW是一种图形化编程环境，适用于各种测量、控制、数据采集和数据处理任务。
它不仅可以进行基本的数据处理操作，还可以与仪器设备进行无缝连接，实时采集实验数据。
LabVIEW的强大功能和易用性使得它在物理学实验中得到了广泛应用。
二、使用指南1. 数据导入在使用数据处理软件时，首先需要导入实验数据。
通常可以通过直接复制数据或导入外部文件的方式将数据导入软件中。
在导入数据时需要注意数据格式的一致性，以确保后续的处理操作能够正确进行。
2. 数据处理一旦数据导入成功，就可以进行各种数据处理操作。
不同的软件提供了不同的功能，可以根据实际需要选择合适的处理方法。
常见的处理操作包括数据拟合、加权处理、数据滤波等。
在进行数据处理时，需要注意选择合适的算法和参数，以获得准确可靠的结果。
3. 绘图分析数据处理后，通常需要将结果进行可视化展示。
各种软件提供了丰富的绘图功能，可以绘制曲线图、直方图、散点图等。
Origin使用手册一、简介Origin是一款功能强大的数据分析和绘图软件，广泛应用于科研、教育、商业等领域。
它提供了丰富的图表类型、数据分析和统计功能，可以帮助用户轻松地制作高质量的图表和数据可视化。
二、安装与启动1. 下载安装包：从Origin官网下载适合您操作系统的安装包。
2. 安装：按照安装向导完成安装过程。
3. 启动：打开Origin软件，即可开始使用。
三、基本操作1. 打开工作簿：可以使用“File”菜单中的“Open”选项，选择需要打开的工作簿文件进行打开。
2. 创建新工作簿：新建空白工作簿，可以保存为新的工作簿文件。
3. 编辑数据：可以通过数据表或导入外部数据来编辑数据。
4. 创建图表：可以使用各种图表类型来展示数据，可以通过“Graph”菜单中的选项创建。
5. 保存和导出：保存工作簿文件，可以将图表导出为各种格式，如PNG、JPG、PDF等。
四、高级功能1. 数据清洗：Origin提供了丰富的数据清洗功能，如删除重复值、替换缺失值等。
2. 统计分析：Origin支持各种统计分析方法，如描述性统计、相关性分析、回归分析等。
3. 绘图优化：Origin提供了许多绘图优化功能，如更改坐标轴、添加图例、设置颜色等。
4. 数据导入：支持多种数据格式导入，如CSV、Excel、SQL等。
5. 网络图：可以创建组织结构图、流程图等多种网络图。
6. 图像导出：支持高质量的图像导出，如TIFF、JPEG等。
五、常见问题及解决方法1. 问题：图表绘制不准确怎么办？解答：检查数据是否正确，确保图表类型与数据匹配。
检查绘图参数设置是否正确。
尝试使用不同的绘图方法或更新Origin软件。
2. 问题：导入数据失败怎么办？解答：检查文件格式是否正确，确保文件没有被损坏或修改。
尝试使用其他方式将文件导入Origin。
联系Origin客服寻求帮助。
3. 问题：如何设置坐标轴范围？解答：可以通过“Axes”菜单中的“Range”选项设置坐标轴范围，根据数据特点选择合适的范围。
origin使用手册摘要：一、origin 简介二、origin 安装与启动三、origin 功能模块1.数据导入与处理2.二维图形绘制3.三维图形绘制4.数据分析与处理5.数据导出四、origin 高级功能1.脚本编写与运行2.用户自定义功能3.数据共享与协作五、origin 常见问题与解决方案六、origin 软件更新与技术支持正文：Origin 是一款专业的数据分析和绘图软件，广泛应用于科学研究、工程技术和医学等领域。
本篇使用手册将详细介绍origin 的安装、启动、功能模块以及高级功能等内容，旨在帮助用户更好地理解和使用该软件。
一、origin 简介Origin 是由OriginLab 公司开发的一款数据分析和绘图软件，支持Windows 和Mac 操作系统。
它具有强大的数据处理和绘图功能，可以满足各种数据分析和可视化的需求。
二、origin 安装与启动1.安装origin根据官方提供的安装包，按照提示完成安装过程。
2.启动origin双击桌面上的Origin 图标，启动软件。
首次启动时，需要进行一系列的设置，如选择软件语言、单位制等。
三、origin 功能模块1.数据导入与处理origin 支持多种数据格式的导入，如CSV、TXT、XLS、XLSX 等。
用户可以通过菜单栏或工具栏进行数据导入、数据排序、数据筛选等操作。
2.二维图形绘制origin 提供了丰富的二维图形绘制功能，如折线图、散点图、柱状图、饼图等。
用户可以通过菜单栏或工具栏选择所需的图形类型，并设置相关参数。
3.三维图形绘制origin 支持三维图形的绘制，包括表面图、等高线图等。
用户可以通过菜单栏或工具栏选择三维图形类型，并设置相关参数。
4.数据分析与处理origin 提供了多种数据分析工具，如统计分析、拟合曲线、信号处理等。
用户可以根据需要选择相应的工具进行分析。
5.数据导出origin 支持多种数据格式的导出，如CSV、TIFF、PNG 等。
Origin简介Origin是由OriginLab公司开发的一个功能不同寻常的科学绘图、数据分析软件，支持在Microsoft Windows下运行。
Origin支持各种各样的2D/3D图形。
Origin 中的数据分析功能包括统计，信号处理，曲线拟合以及峰值分析。
Origin中的曲线拟合是采用基于Levernberg-Marquardt算法（LMA）的非线性最小二乘法拟合。
Origin强大的数据导入功能，支持多种格式的数据，包括ASCII , Excel, NI TDM, DIADem, NetCDF, SPC，等等。
图形输出格式多样，例如JPEG，GIF，EPS，TIFF等。
内置的查询工具可通过ADO访问数据库数据。
二、OriginProOrigin当前发布了两个版本，标准版本（Origin 9.1）以及价格稍高的专业版本OriginPro 9.1。
后者新增了一些数据分析功能，例如曲面拟合，短时傅里叶变换以及一些更加高级的统计功能。
三、历史Origin最初是一个专门为微型热量计设计的软件工具，是由MicroCal公司开发的，主要用来将仪器采集到的数据作图，进行线性拟合以及各种参数计算。
1992年，Microcal软件公司正式公开发布Origin，公司后来改名为OriginLab。
公司位于美国马萨诸塞州的北安普顿市。
四、版本发布时间∙2013.10 Origin 9.1(全新坐标轴参数对话框)∙2013.4 Origin 9.0 SR2∙2012.12 Origin 9.0 SR1∙2012.10 Origin 9.0(新增基于OpenGL技术的高性能3D绘图功能)∙2011.11 Origin 8.6(支持64位操作系统)∙2011.4 Origin 8.5.1∙2010.9 Origin 8.5.0∙2009.10 Origin 8.1∙2008.10 Origin 8 SR4∙2008.6 Origin 8 SR2∙2007.12 Origin 8 SR1[2]∙2007.10 Origin 8 [3]∙2006.1 Origin 7.5 SR6∙2003.10 Origin 7.5∙2002.2 Origin 7.0∙2000.9 Origin 6.1∙1999.6 Origin 6.0∙1997.8 Origin 5.0∙1995.2 Origin 4.1五、其他相关软件由于Origin的功能较为寻常,专案档(.pro)是封闭格式,并且只支援Windows这个操作系统,是其较大的缺点。
第四章科学计算绘图软件Origin4.1 Origin功能简介Origin是Microcal Software公司推出的一个功能强大的数据分析/科学绘图软件，作为Windows应用程序，具备了Windows所提供的诸多方便直观的特点，尤其适用于那些经常进行大量数据处理及科学绘图的人员使用。
现流行的版本为2.8, 3.0, 3.5, 5.0, 6.0, 6.1, 6.1版本的特色主要有：动态用户界面：计划组织；用计划管理器组织计划，对选择的窗口批处理。
1)图形：图形组织；对页和数据组完整的界面，动态预览符号；创建图形；单 2)击鼠标进入2D、3D图形模式；编排页面显示多个图形和工作表格；极快的图形绘制；多种式样2D图形(Line, scatter, line+symbol, area, area fill, inclusive/exclusive area fill, bar, stack bar, floating bar, high-low-close, 3D pie charts, function graphs, column, stack column, floating column, XYAM vector, XYXY vector, polar, line series, time series, waterfall, ternary diagram, double Y axis, multi-panel XY)；2D等高线图；多种式样3D 图形(XYZ scatter with drop lines and/or projections, trajectory; Bar, ribbon, walls, waterfall; Color map surface with projected contour, wire frame, surface with constant slices in X/Y direction. Cube frame)；可独立设置页、轴、标记、符号、线等的颜色；多种线型可供选用；多种统计图；超过100个内置的符号可供选择；可调整数据标记(颜色、字体等)；可选择多种坐标轴类型(线性、对数等)、坐标轴刻度及轴的显示；选择不同的记号；用绘图工具绘制简单图形；每页可显示多达50个(层)XY坐标轴；可输出为各种图形文件或以对象形式拷贝至剪贴板。
ORIGIN使用说明ORIGIN使用说明1：简介1.1 ORIGIN是一款功能强大的数据可视化工具，旨在帮助用户轻松地分析和可视化数据。
1.2 本文档将详细介绍ORIGIN的各项功能与使用方法。
2：安装与配置2.1 ORIGIN安装程序。
2.2 运行安装程序，并按照提示完成安装。
2.3 配置ORIGIN的基本设置，如语言、主题、默认路径等。
3：数据加载与导入3.1 打开ORIGIN软件。
3.2 “文件”菜单，选择“导入”。
3.3 选择要导入的数据文件，并按照需要设置导入选项。
4：数据处理与编辑4.1 在ORIGIN中对数据进行基本的统计分析，如均值、标准差、相关性等。
4.2 对数据进行筛选、排序、合并等操作。
4.3 对数据进行图表化处理，如绘制曲线图、柱状图、饼图等。
5：图表设计器5.1 利用ORIGIN的图表设计器创建各种类型的图表。
5.2 自定义图表的外观，包括颜色、线型、点型等属性。
5.3 添加图例、坐标轴、标题等元素，以及调整其样式和位置。
6：数据分析6.1 使用ORIGIN提供的各种统计方法进行数据分析，如回归分析、聚类分析等。
6.2 运用自定义函数或脚本进行高级数据分析和处理。
7：数据导出与分享7.1 将数据以各种格式导出，包括Excel、CSV、图片等。
7.2 通过邮件、社交媒体等方式分享数据与图表。
附件：本文档无附件。
法律名词及注释：1： ORIGIN：指本文档中所述的ORIGIN软件，版权归ORIGIN公司所有。
2：数据可视化工具：指将数据以图表形式展示的软件工具。
3：统计分析：指对数据进行整理、描述和解释的一系列方法和技术。
Origin 是美国OriginLab 公司（其前身为Microcal 公司）开发的图形可视化和数据分析软件，是科研人员和工程师常用的高级数据分析和制图工具。
Origin 既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件。
Origin 有很多版本，目前最新的版本号是8.5.1 SR2。
此处采用7.5版，结合3个实例，给大家简单介绍一下该软件在进行线性拟合方面的应用。
例1：根据下列数据绘制磺基水杨酸光度法测定Fe 的标准曲线。
铁标准工作液是由0.432 g 的铁铵钒O H 12)SO (Fe NH 2244⋅溶于水，再定容到500.0 mL 配制成的。
取不同量铁标准工作液与一系列50.0 mL 容量瓶中，经显色定容后，测得吸光度A （仪器响应信号）如下：（仪器响应A 与待测物浓度c 之间呈线性关系，即A=k ✷c Fe ） V Fe /mL 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 A
0.097
0.200
0.304
0.408
0.510
0.618
测定某试液含铁量时，吸取该试液5.00 mL ，稀释到250.0 mL ，再取该稀释液2.00 mL ，置于50.0 mL 容量瓶中，与上述标准曲线相同条件下显色定容，测得吸光度为0.450，则试样中铁的含量是多少？（以g ⋅L -1表示）
解：仪器分析中各种曲线的绘制均以仪器响应信号S 为纵坐标，其他变量为横坐标，标准曲线的绘制也不例外。
如题可求出铁标准工作液的浓度为：
1-Fe )(Fe L mg 1005000
.02.48285
.55432.0M V
M m c ⋅=⨯⨯=
⨯⨯=
铁铵钒铁铵钒标准贮备液
然后可进一步求出标准系列的浓度及其对应的吸光度，如下表： c Fe /mg ✷L -1
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 A
0.097
0.200
0.304
0.408
0.510
0.618
接下来就可以用origin7.5进行数据拟合了：
（1）安装好软件后，双击图标，进入操作界面（通常我们使用的都是盗版的，所以选择稍后注册就行，以后就不会在询问了）
（2）在默认名为data1的worksheet中输入数据，通常默认为A、B两栏，如需增加数据栏，可将鼠标放在该窗口空白处上点击右键，在弹出的窗口中选择Add New Column即可增加一行。
（3）绘制散点图
可直接采用快捷方式，如下图
也可以在界面顶部菜单中点击“plot”，在下拉菜单中选择“Scatter”。
进行线性拟合的时候不要选择“line”：不但不呈现数据点（少量数据时，数据点必须呈现）还会绘制出不需要的折线；也不要选择“line+Symbol”，这也会绘制出折线。
（4）点击OK后即可弹出散点图的界面
（5）进行线性拟合
在顶部菜单栏中点击“analysis”（红框处）出现下拉菜单，点击“Fitlinear”（蓝框处）即可完成拟合。
（6）得到拟合曲线及方程
（7）更改坐标轴名称（必须指明横、纵坐标所对应的变量及单位）及调整刻度范围（使所做图形以最适当的比例呈现）
图上的每个位置双击都会出现新的对话框，里面有很多选项，同学们可自己研究摸索，使得最终获得图美观简洁。
（8）直接保存或将其copy 至word 文档（亦可保存，编辑，比较常用）
（9）所得拟合曲线及方程
0.0
0.10.20.30.4
0.50.60.7A
c Fe /mg.L
-1
0077.0c 0520.0A Fe -⨯=
R=0.99998（此为相关系数，有时用R 2表示，该值最大等于1，越大表示线性关系越好，通常R>0.999时，所得数据才可用于定量分析）
（10）根据拟合方程求出未知试样中铁的含量（注意试样测定时通常都需经过样品处理、稀释等步骤，应将其还原为初始浓度或含量）
1L g 0.110077
.0450.050.0250.0c -⋅=+⨯⨯=
注明：
（1）虽然通常都是建立待测物浓度与仪器响应的线性关系，但在实际应用时亦可选择其他的变量，如本例中也可用所加标准溶液的体积V对吸光度进行线性拟合，这样通过线性方程得到就是2.00 mL 稀释试样所相当的标准溶液的体积，然后将其转化为相应浓度即可。
（2）因为可见分光光度法中吸光度与待测组分浓度的理论关系为A=kc，故在拟合时应使直线通过零点，可按下图提示实现！但在目前的文献或测试报告中，似乎并没有强调必须如此，所以同学可以选择不强制通过零点的线性拟合，但所得拟合方程中S=kc+a中的常数a应该接近0才比较合理。
例2：直接电位法测定含氟牙膏中的游离氟：氟离子标准工作溶液（100.0 mg L-1），氟离子标准系列溶液的配制如下：取不同体积的氟离子标准工作液与一系列50.0 mL容量瓶中，分别加入10 mL 总离子强度调节缓冲溶液后定容，测得电位值E（仪器响应信号）如下：（电位值与氟离子浓度的lg 值呈线性关系，即E=k✷c F+a，注意：该直线不过零点）
V F/mL 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
E/mV 202 183 173 165 160
称取0.528 g牙膏试样，加入10 mL总离子强度调节缓冲溶液，搅拌10 min后移入50 mL的容量瓶中，加水定容。
在与标准系列相同的条件下测得电位值为172 mV，则该牙膏试样的含氟量是多少？（以%表示）
解：先求出氟离子标准系列的浓度与仪器响应的关系，见下表：
c F/mg✷L-1 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00
E/mV 202 183 173 165 160
（1）输入数据
线性关系为E=k✷c F+a，因此需求出c F，origin自带数据换算功能，见下图：先添加新的数据栏，然后将鼠标放在该数据栏上点击右键，在弹出的窗口中选择Set Column Values即可弹出下图对话框，选择相应的函数及需转换的数据栏（下图蓝框内），点击Add Function和add Column，然后确定即可实现数据转换。
以下作图过程和例1相同，不再重复。
但也可直接做E-c F图，通过转化坐标获得相应的线性关系，如下：
（2）绘出E-c F的散点图（显然是非线性的）
（3）坐标转换
双击横坐标轴（粉红框的位置），在弹出窗口点击“Scale”，然后在“Rescale”的下拉菜单中选择Log10（蓝色框），点击确定，即可实现横坐标的转换（此时横坐标还是c F，但刻度不再是均匀，这种图称为半对数图）。
（4）线性拟合
在顶部菜单中Analysis的弹出的界面中选择Fitlinear即可。
注意调整横纵坐标的刻度，使图尽可能美观。
拟合方程为：E=-60.3c F+238.0 相关系数r=0.9997
将所测试样的电位172 mV带入，可得处理后牙膏试样中氟离子含量为12.4 mg/L，则牙膏试样中氟离子的含量为：12.4⨯50⨯10-3⨯10-3/0.528⨯100%=0.117%
例3：用冷原子吸收法测定排放废水中的微量汞，分别试液10.00 mL于一组25 mL的容量瓶中，加入不同体积的标准汞溶液（质量浓度为0.400 mg/L），稀释至刻度，测得吸光度A如下：
V Hg/mL 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
A 0.067 0.145 0.222 0.294 0.371 0.445
在相同条件下做空白实验，吸光度A=0.015。
计算每升水样中汞的质量浓度（用μg/L）表示
解：本题属标准加入法，定量依据A=k⋅c Hg，空白信号指试样中非待测组分所产生的信号，与待测组分（本题指汞）无关，需减去。
因此整理后可得所加标准的浓度（不含待测组分）与吸光度的关系c Hg/μg⋅L-10.00 8.00 16.00 24.00 32.00 40.00
A 0.052 0.130 0.207 0.279 0.356 0.430
作图方式如例1，标准加入法是肯定不会过原点的，这一点切记！
一般同学会得到上图，不太美观，需要适当调整一下坐标，使得两条坐标轴相交在（0,0）点。
双击纵轴（红色框），会弹出一下对话框，单击Title Format（蓝色框），然后在Axis的下拉菜单中选择At position；Percent/Value中输入0（绿色框），这样纵轴就平移到系x=0的位置。
同理将横轴轴平移到y=0的位置，调整适当的刻度范围，可得下图：
然后可利用左侧绘图工具栏中线条绘制选项（红色框）手工将直线延长至与横轴相交，这样比较规范的标准加入曲线就完成了。
⋅
拟合方程为：A=0.0094c Hg+0.0536，相关系数r=0.99994
直线与横轴相交处横坐标的绝对值，即A=0时所对应c Hg的绝对值就是稀释2.5倍（10mL→25mL）后试样中的汞含量，因此原试样中汞含量为：
0.0536/0.0094⨯2.5=14.3 μg/L。
