理科物理实验 数据处理专栏
本文为 北京科技大学（University of Science and Technology Beijing） 数理学院，理科物理实验Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 课程常用的数据处理方法
内容以计算机程序处理数据为主
小Tips：秒后面的单位可以用小数点
例如25秒21 在单位为秒的表格中可写作：25.21
21=210毫秒 1s=1000ms
1.常规处理方法：列表法 作图法 直线拟合
注意：使用 作图法 进行求直线的斜率和截距时必须 使用 ==坐标纸！！！== 作图法 ⬅ —–注意事项详见！！！
2.利用计算机程序对实验数据进行处理
参考理科物理实验第二版 所介绍的几种常用的实验数据处理软件
⭐⭐⭐Microsoft Office Excel ：微软提供的常用的办公软件，上手简单，北京科技大学在校生可以在 北科大软件服务平台 通过学校认证免费获取，可以利用其内置函数对实验数据进行求平均值，方差，相关系数直线拟合，多元回归分析等。（Excel不失为一种在时间紧迫的时候（忘了交作业）的数据处理方法）
⭐⭐⭐Origin： 美国OriginLab公司开发的一款功能强大的数据分析和绘图软件，是科研人员和工程师常用的高级数据分析和制图工具，其强大的功能使其在许多期刊文章的实验曲线图都是用这个软件绘制。==常用于理科物理实验中，将原始数据处理为需要的图像，方便进行许多非线性曲线拟合。== 学生免费获取Origin的途径可以参考。 Origin绘图工具学生免费获取途径与常见问题 注意：注册的时候使用北科大学生邮箱，后缀为 @xs.ustb.edu.cn
⭐⭐⭐Tracker: 一款免费开源的==视频分析物理软件==，可用于分析视频中对象的运动规律并绘制简单的图像。支持导入多种视频格式。支持对视频中移动的物体进行对路径，位移参数，速度，角速度等参量的逐帧跟踪。可以采用AI识别跟踪和手动逐帧跟踪两种模式。==要求录制的视频帧数一定要高==。
Tracker官方网站 ，提供Tracker程序的下载，说明和论坛。 打不开官方网站的可以直接点击下载地址,按住ctrl点击 ( https://physlets.org/tracker/installers/download.php?file=Tracker-6.1.5-windows-x64-installer.exe )
MATLAB :一款先进的，科学的商业数学软件。上手不易，但是通用性极其的强。（北京科技大学在校生可以在 北科大软件服务平台 通过学校认证免费获取）。 ==北科赢麻了！！！==
软件主要面对 科学计算 、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将 数值分析 、矩阵计算、科学 数据可视化 以及非线性 动态系统 的建模和仿真等诸多强大 功能集成 在一个易于使用的视窗环境中
~ ~ ~ 引用自百度百科
编程大法好 ：无论是C++，C语言还是Python，发挥你的想象力与创造力，放心大胆的将计算问题交给电脑，你需要做的只是编程告诉CPU如何运算。然后悠闲地倒杯茶，静待花开。 现在用C++简单举个栗子，计算过程并不准确
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31#include<math.h> #define N 8 //一组数据个数； int main() { int i; float sj[N]; float h=0,s1=0,s,x,b; float t=2.37,k=1.96; //数据参数； printf("输入修正值："); //一般是仪器修正值； scanf("%f",&x); for(i=0; i<N; i++) { printf("请输入第%2d组数据：",i+1); scanf("%f",&sj[i]); h=h+sj[i]; } h=h/N; printf("平均数：%.6f\n",h); for(i=0; i<N; i++) { s1=s1+(sj[i]-h)*(sj[i]-h); } s1=s1/(N*N-N); s=sqrt(s1); x=x/3; //B分量不确定度有时会除根号三，可自行修改； b=sqrt(s*s*t*t+x*x*k*k); printf("A分量：%.6f\n",s); printf("B分量：%.6f\n",x); printf("合成不确定度值：%.6f\n",b); return 0; }一般编程计算的时候要注意小数和有效数字问题，注意你所定义的数据类型~~~
Calculator：使用计算器进行数据的处理。
⭐⭐⭐⭐⭐Asking Shiping Zhang For Help：良师益友。🎉🎉张老师，永远滴神🎉🎉，无论你在实验课程中遇到什么困难，你都可以选择永远相信张老师，无论是在实验室还是在线上，相信我，没有你张老师解决不了的问题。这是一切问题的最终解决方法。
3. Excel ，Origin ，Tracker数据处理入门
使用Excel对原始数据进行简单的数据处理
1.用Excel内置函数进行直线拟合:LINEST多元回归分析
1.直线拟合：根据实验数据建立一元线性回归模型 $y=ax+b$
| 参 量 | LINEST函数 |
|---|---|
| 斜率 $b$ | $INDEX(LINEST(y_1:y_n,x_1,x_n,1,1),1,1)$ |
| 截距 $a$ | $INDEX(LINEST(y_1:y_n,x_1,x_n,1,1),1,2)$ |
| 样本相关系数 $r$ | $INDEX(LINEST(y_1:y_n,x_1,x_n,1,1),3,1) \land 0.5$ |
| 因变量标准差 $s_y$ | $INDEX(LINEST(y_1:y_n,x_1,x_n,1,1),3,2)$ |
| 斜率标准差 $s_b$ | $INDEX(LINEST(y_1:y_n,x_1,x_n,1,1),2,1)$ |
| 截距标准差 $s_a$ | $INDEX(LINEST(y_1:y_n,x_1,x_n,1,1),2,2)$ |
| 残差平方和 $S$ | $INDEX(LINEST(y_1:y_n,x_1,x_n,1,1),5,2)$ |
$$ \vec{c}=CNN $$ 更多函数见下文帮助文档，本文不做过多赘述。。。。。 Excel函数公式大全(图文详解) (zhihu.com)
常见公式用法
标准差:=STDEV.S()
均值： =AVERAGE()
开平方：=SQRT()
计算带毫秒的差值：修改单元格格式为 mm:ss.000 e.g. 15min15.43s在excel 记作 15:15.430 幂运算：2的5次方== 2^5 活用Excel自动填充功能，省时省力