利用EXCEL模擬示波器實現同向簡諧波的疊加

羅利霞　計晶晶　劉燕茹　周澐

摘 要：簡諧波疊加演示是重要的物理實驗之一。文中利用Excel函數、圖表等功能，制作模擬示波器，實現了簡諧波的疊加過程演示。

關鍵詞：簡諧波 EXCEL 示波器

中圖分類號：O422 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0255-02

簡諧波疊加的演示是重要的物理學實驗之一，其演示一般通過示波器完成[1]。利用示波器觀察簡諧波疊加時，其圖形穩定性差，調整難度大，學生精力主要集中在了復雜的儀器調整上，而并不是對波疊加原理的理解，且示波器一般僅能演示兩列波的疊加。針對以上不足，本文提出了用Excel中的函數、圖表和VBA編程來演示簡諧振動的疊加。動態、連續、多畫面顯示的圖形效果，不但加深了學生對簡諧波疊加的理解，還可有效提高了學生的學習興趣。

1 簡諧波疊加原理

波的疊加原理是不僅是以波的獨立傳播原理為基礎的，而且以振動的疊加原理為基礎的，其實質上就是振動的疊加。簡諧波是最簡單最基本的波形，任何一個實際的波都可以看成是由若干個簡諧波疊加的結果[2]。在實際應用過程中，經常會涉及到簡諧波的疊加，如三相交流電的電壓波形疊加。以下為同向簡諧波的疊加原理。

2 Excel的模擬實現

2.1 t最小刻度刻度的選擇

2.2 波形控制表的建立

2.3 波形疊加基礎數據表的建立

2.4 波形參數的連續調整

下圖表格中單元格B6、C6、D6分別表示振幅、頻率、初相的調整幅度；單元格A7表示調整方式，可以在“加”與“乘”之間切換；單元格A8表示處于調整狀態的波的名稱；單元格B9表示模擬示波器顯示的波的周期數；其余三按鈕用來調整振幅、頻率、初相。

2.5 VBA編程

（1）顯示周期調整

（3）頻率、初相調整

頻率、初相調整的的編程方法與振幅調整相似，只是引用的單元格不同。

2.6 波形的顯示

利用Excel中的圖表功能，插入折線圖，選擇t列數據為折線圖的x坐標軸，y合、y1、y2、y3列數據為折線圖的y值系列。

通過直接在波形參數表中輸入數據，或點擊三個調整按鈕使波形參數實時變化。波形參數變化后波形疊加基礎數據表實時變化，基礎數據表發生變化后，以該表為數據源的折線圖就會實時變化，從而直觀明了的演示出波的疊加過程。

5 結語

（1）利用Excel模擬示波器能夠更加生動的演示波的疊加。通過調整按鈕動態改變各列波的波形控制參數時，能實現疊加過程的動態顯示。

（2）利用常用的辦公軟件Excel模擬示波器用于課堂教學時不但能激發起學生的學習興趣，而且能加深學生對簡諧波疊加原理的理解。

參考文獻

[1] 孟祥省，李冬梅.大學普通物理實驗[M].山東：山東大學出版社，2004：150-155.

[2] 王亞平.醫用物理學[M].北京：人民軍醫出版社，2013：46-51.endprint

摘 要：簡諧波疊加演示是重要的物理實驗之一。文中利用Excel函數、圖表等功能，制作模擬示波器，實現了簡諧波的疊加過程演示。

關鍵詞：簡諧波 EXCEL 示波器

中圖分類號：O422 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0255-02

簡諧波疊加的演示是重要的物理學實驗之一，其演示一般通過示波器完成[1]。利用示波器觀察簡諧波疊加時，其圖形穩定性差，調整難度大，學生精力主要集中在了復雜的儀器調整上，而并不是對波疊加原理的理解，且示波器一般僅能演示兩列波的疊加。針對以上不足，本文提出了用Excel中的函數、圖表和VBA編程來演示簡諧振動的疊加。動態、連續、多畫面顯示的圖形效果，不但加深了學生對簡諧波疊加的理解，還可有效提高了學生的學習興趣。

1 簡諧波疊加原理

波的疊加原理是不僅是以波的獨立傳播原理為基礎的，而且以振動的疊加原理為基礎的，其實質上就是振動的疊加。簡諧波是最簡單最基本的波形，任何一個實際的波都可以看成是由若干個簡諧波疊加的結果[2]。在實際應用過程中，經常會涉及到簡諧波的疊加，如三相交流電的電壓波形疊加。以下為同向簡諧波的疊加原理。

2 Excel的模擬實現

2.1 t最小刻度刻度的選擇

2.2 波形控制表的建立

2.3 波形疊加基礎數據表的建立

2.4 波形參數的連續調整

下圖表格中單元格B6、C6、D6分別表示振幅、頻率、初相的調整幅度；單元格A7表示調整方式，可以在“加”與“乘”之間切換；單元格A8表示處于調整狀態的波的名稱；單元格B9表示模擬示波器顯示的波的周期數；其余三按鈕用來調整振幅、頻率、初相。

2.5 VBA編程

（1）顯示周期調整

（3）頻率、初相調整

頻率、初相調整的的編程方法與振幅調整相似，只是引用的單元格不同。

2.6 波形的顯示

利用Excel中的圖表功能，插入折線圖，選擇t列數據為折線圖的x坐標軸，y合、y1、y2、y3列數據為折線圖的y值系列。

通過直接在波形參數表中輸入數據，或點擊三個調整按鈕使波形參數實時變化。波形參數變化后波形疊加基礎數據表實時變化，基礎數據表發生變化后，以該表為數據源的折線圖就會實時變化，從而直觀明了的演示出波的疊加過程。

5 結語

（1）利用Excel模擬示波器能夠更加生動的演示波的疊加。通過調整按鈕動態改變各列波的波形控制參數時，能實現疊加過程的動態顯示。

（2）利用常用的辦公軟件Excel模擬示波器用于課堂教學時不但能激發起學生的學習興趣，而且能加深學生對簡諧波疊加原理的理解。

參考文獻

[1] 孟祥省，李冬梅.大學普通物理實驗[M].山東：山東大學出版社，2004：150-155.

[2] 王亞平.醫用物理學[M].北京：人民軍醫出版社，2013：46-51.endprint

摘 要：簡諧波疊加演示是重要的物理實驗之一。文中利用Excel函數、圖表等功能，制作模擬示波器，實現了簡諧波的疊加過程演示。

關鍵詞：簡諧波 EXCEL 示波器

中圖分類號：O422 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0255-02

簡諧波疊加的演示是重要的物理學實驗之一，其演示一般通過示波器完成[1]。利用示波器觀察簡諧波疊加時，其圖形穩定性差，調整難度大，學生精力主要集中在了復雜的儀器調整上，而并不是對波疊加原理的理解，且示波器一般僅能演示兩列波的疊加。針對以上不足，本文提出了用Excel中的函數、圖表和VBA編程來演示簡諧振動的疊加。動態、連續、多畫面顯示的圖形效果，不但加深了學生對簡諧波疊加的理解，還可有效提高了學生的學習興趣。

1 簡諧波疊加原理

波的疊加原理是不僅是以波的獨立傳播原理為基礎的，而且以振動的疊加原理為基礎的，其實質上就是振動的疊加。簡諧波是最簡單最基本的波形，任何一個實際的波都可以看成是由若干個簡諧波疊加的結果[2]。在實際應用過程中，經常會涉及到簡諧波的疊加，如三相交流電的電壓波形疊加。以下為同向簡諧波的疊加原理。

2 Excel的模擬實現

2.1 t最小刻度刻度的選擇

2.2 波形控制表的建立

2.3 波形疊加基礎數據表的建立

2.4 波形參數的連續調整

下圖表格中單元格B6、C6、D6分別表示振幅、頻率、初相的調整幅度；單元格A7表示調整方式，可以在“加”與“乘”之間切換；單元格A8表示處于調整狀態的波的名稱；單元格B9表示模擬示波器顯示的波的周期數；其余三按鈕用來調整振幅、頻率、初相。

2.5 VBA編程

（1）顯示周期調整

（3）頻率、初相調整

頻率、初相調整的的編程方法與振幅調整相似，只是引用的單元格不同。

2.6 波形的顯示

利用Excel中的圖表功能，插入折線圖，選擇t列數據為折線圖的x坐標軸，y合、y1、y2、y3列數據為折線圖的y值系列。

通過直接在波形參數表中輸入數據，或點擊三個調整按鈕使波形參數實時變化。波形參數變化后波形疊加基礎數據表實時變化，基礎數據表發生變化后，以該表為數據源的折線圖就會實時變化，從而直觀明了的演示出波的疊加過程。

5 結語

（1）利用Excel模擬示波器能夠更加生動的演示波的疊加。通過調整按鈕動態改變各列波的波形控制參數時，能實現疊加過程的動態顯示。

（2）利用常用的辦公軟件Excel模擬示波器用于課堂教學時不但能激發起學生的學習興趣，而且能加深學生對簡諧波疊加原理的理解。

參考文獻

[1] 孟祥省，李冬梅.大學普通物理實驗[M].山東：山東大學出版社，2004：150-155.

[2] 王亞平.醫用物理學[M].北京：人民軍醫出版社，2013：46-51.endprint