信息化技術在物理實驗數據處理中的應用

王金業

（佳木斯大學 黑龍江 佳木斯 154007）

1 引言

數據處理是物理實驗的一個重要部分，只有對實驗數據進行合理有效的加工處理，才能找到各種事物的內在規律，與傳統的實驗方法相比，借助于信息化技術處理數據有很多優點，如速度快、精密強、直觀性強、可減少繁瑣的計算，同時便于分析數據的變化趨勢及規律[1]。對物理實驗中觀察、測量到的數據進行大量的數學計算。傳統上，物理實驗數據的收集與處理都是靠人工完成的，不僅效率低下，而且容易產生錯誤。因此，對物理實驗數據處理方式進行改革勢在必行，信息化技術的應用有效解決了數據處理面臨的困難，尤其在近代異常復雜的物理實驗數據處理中更能凸顯信息化技術的優勢。

2 傳統物理實驗數據處理方式

2.1 圖解法

圖解法是物理實驗數據處理中常見的一種方法，也是非常重要的一種處理方法。所謂的圖解法就是利用繪圖的方式，表達一個僅含有兩個存在線性關系的變量之間具體關系的方法，在圖紙上將實驗得到的數據標記出來，然后把所有點連起來形成一條曲線或直線，從而更加清晰地表達變量間的關系，尋找規律。信息化技術有利于將抽象的問題轉變為具體問題，將復雜問題轉變為簡單問題，還有利于得出實驗結論、分析函數關系。

2.2 最小二乘法

最小二乘法（最小平方法）是一種利用最小化誤差的平方和來計算及尋找最佳函數配比的一種數學技術。在物理實驗中，要想獲得兩個變量之間的函數關系，可以利用最小二乘法計算未知數據，同時最小二乘法得出的數據與實際數據間誤差平方和最小。在物理實驗數據處理中，人們可以利用最小二乘法計算最佳實驗曲線、表達最大熵或最小能量等。

2.3 列表法

列表法是一種應用廣泛的數據處理方法。所謂列表法就是指將相關數據按照某種特定的規則，利用表格進行分析的方法。列表法在解決實際問題時要求較少、應用過程簡單易懂，有很大的應用空間。但是，在物理實驗數據處理中列表法通常用來處理存在一定聯系的數據，多數情況下用來尋找、顯示數據變量的規律，應用范圍有一定局限。

3 信息化技術在物理實驗數據處理中應用的優勢

3.1 信息化技術提高了物理實驗數據處理的信息化程度與效率

用軟件進行數據處理打開了理論分析、實驗操作與信息時代的接口，開啟了數據思維和數據分析的新里程[2]。在物理實驗數據處理中應用信息化技術改變了傳統依靠人工處理數據的局面，順應時代發展趨勢，提高了物理實驗的信息化水平。另一方面，先進信息化技術的應用極大地提高了實驗數據處理的速度與正確率，避免了因人工失誤導致的計算錯誤，物理實驗效率更高，促進了物理實驗快速發展。

3.2 信息化技術促進物理實驗改革，提高實驗效果

隨著信息化技術在物理實驗數據處理中的應用，一些先進的信息化設備逐漸應用到物理實驗當中，不僅可以取代一些傳統的老舊儀器，實現對物理實驗數據的自動收集、整理，提高物理實驗數據的準確度，而且還可以改良物理實驗設備，從而推動物理實驗方法的改進。另一方面，由于信息化設備及技術的應用，提高了物理實驗的精度，實驗結果更加準確，數據收集與處理更加智能化，減少了人工誤差的影響。

4 信息化技術在物理實驗數據處理中的具體應用

4.1 在物理實驗數據處理系統中應用信息化設備

信息化技術的應用既包括物理實驗后對數據的處理，也包括實驗過程中對實驗數據的采集、保存，主要可以分為數據收集、數據傳輸、數據處理三個階段。首先人們要在物理實驗系統中整合數字化信息系統，替換或加裝數據采集設備、軟件等，在物理實驗過程中及時采集相應數據；其次，通過數據傳輸裝置將采集到的物理實驗數據實時上傳到電腦等終端設備；最后，利用專業數據處理軟件等各種信息化技術對物理實驗數據進行分析處理。

4.2 Excel在物理實驗數據處理中的應用

Excel是人們最為常用的一種應用軟件，大部分人都可以熟練使用Excel軟件，Excel軟件處理物理實驗數據具有很多優勢。首先，Excel具有較強的數據處理能力，可以利用列表法對物理實驗數據進行分析；其次，可以利用Excel軟件繪制趨勢圖、折線圖等各種常見圖表，分析物理實驗數據；最后，可以利用宏進行數據處理。Excel中的“宏”是一段VBA程序，用來實現Excel表的各種自動操作[3]。

4.3 SPSS等專業數據處理軟件在物理實驗數據處理中的應用

SPSS是世界上最早的專業數據統計分析軟件，應用范圍十分廣泛。SPSS軟件能夠實現對復雜物理實驗數據的處理。首先，SPSS軟件功能全面，包括收集、整理、分析等多種功能；其次，操作簡便，有一定信息化基礎的人便可以使用該軟件進行數據處理工作；最后，人們能夠利用該軟件進行均值比較、聚類分析、回歸分析等多種方式的分析研究。

5 結語

數據處理是物理實驗的一個重要組成部分，傳統的手工計算通常會花費大量的時間和精力。而應用信息化技術處理數據減少了繁瑣的計算，速度快，同時便于分析數據的變化趨勢及規律。