光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄧昕寧

（遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110101）

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄧昕寧

（遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110101）

介紹用用ExcelVBA技術(shù)，以光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)為例實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理.該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)運(yùn)用列表法、作圖法、最小二乘法等方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且操作簡單，易學(xué)易用，有效地提高數(shù)據(jù)處理效率.

數(shù)據(jù)處理；EXCEL；VBA；

1 引言

Excel 是Microsoft 公司推出的辦公自動(dòng)化軟件office 的重要成員，它具有強(qiáng)大的計(jì)算和分析能力，以及出色的圖表功能，能夠勝任各種復(fù)雜的財(cái)務(wù)分析、數(shù)學(xué)分析和科學(xué)計(jì)算等，可以實(shí)現(xiàn)用列表法、作圖法、逐差法、最小二乘法等基本方法處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).此外office普及程度高，用戶能快速上手等優(yōu)點(diǎn)，使該軟件在處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過程中得到廣泛的應(yīng)用.然而利用Excel處理大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)存在一定的缺陷，如改變測量數(shù)據(jù)或次數(shù)，計(jì)算結(jié)果和圖表無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新，需要再次重復(fù)操作；因操作者對(duì)于數(shù)據(jù)精度、坐標(biāo)單位等選取的不同，圖表和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)較大的差異，給閱讀、批改帶來諸多不便等.

VBA 是Visual Basic for Application 的簡稱，是一種可視化的、面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，具有和Visual Basic 相同的語言功能，主要用來擴(kuò)展Microsoft Office 軟件的應(yīng)用程序功能.利用VBA 來編制程序，嵌入到Excel 中，可以創(chuàng)建自定義的解決方案，實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理. 借助VBA 的強(qiáng)大開發(fā)功能，開發(fā)出運(yùn)行在office平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)界面友好，操作簡單，計(jì)算精度高.

本文以光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)為例，介紹利用Excel VBA設(shè)計(jì)和制作物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng).

2 實(shí)驗(yàn)簡介

取截止頻率νi當(dāng)作自變量x，對(duì)應(yīng)的截止電壓U0i當(dāng)作應(yīng)變量y，采用最小二乘法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬合出來的結(jié)果接近真實(shí)數(shù)據(jù)，找出最佳經(jīng)驗(yàn)公式y(tǒng)=A+Bx，計(jì)算出A，B及相關(guān)系數(shù)R，公式如下：

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和主要代碼

將一張工作表命名為“主界面”，在工具欄中選擇“窗體”，單擊“窗體”工具欄中的“按鈕”，為按鈕設(shè)置指定宏，單擊按鈕調(diào)用相應(yīng)程序，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)計(jì)算、作圖、打印功能，主界面如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)主界面

3.1 數(shù)據(jù)輸入——自動(dòng)生成數(shù)據(jù)列表

設(shè)計(jì)用戶窗體，在窗體上放置相應(yīng)的控件，利用窗體的動(dòng)態(tài)性，在“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入”窗體中獲取動(dòng)態(tài)值，系統(tǒng)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)列表，如圖1所示.主要代碼：

圖2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理輸出界面

3.2 數(shù)據(jù)運(yùn)算——最小二乘法進(jìn)行線性回歸

執(zhí)行指定宏“squaresmethod”，調(diào)用Excel 內(nèi)置函數(shù)SLOPE，INTERCEPT，CORREL 分別計(jì)算回歸方程的斜率、截距、相關(guān)系數(shù)，并得到擬合方程，如圖2所示.

3.3 繪圖——自動(dòng)生成擬合直線

單擊“繪圖”按鈕，系統(tǒng)能夠自動(dòng)選擇數(shù)據(jù)區(qū)域Range("(B9：B j),(F9:Fj)")，作出XY散點(diǎn)圖，畫出趨勢線，顯示擬合方程，如圖2所示.主要代碼：

4 結(jié)語

本文以光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)為例，介紹利用OFFICE平臺(tái)下優(yōu)秀的二次開發(fā)語言VBA編制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng).本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)運(yùn)用列表法、作圖法、最小二乘法等方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用VBA自定義工具欄、菜單和界面，對(duì)界面進(jìn)行美化；自動(dòng)生成圖表，對(duì)圖表進(jìn)行美化；且操作簡單，易學(xué)易用，有效地提高了數(shù)據(jù)處理效率.

[1]伍云輝.Excel VBA應(yīng)用高效開發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[2]許小榮,夏躍偉,高翔.Excel VBA語法與應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2010.

[3]楊渭，孔祥洪.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

[4]丁慎訓(xùn)，張連芳.物理實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

Design and Realization of Data Processing System for Photoelectric Effect

DENG Xinning
( Liaoning Forestry Vocation-Technical College,Shenyang Liaoning 110101)

There is a new technology you can use Excel VBA to process experimental data, taking photoelectric effect and Planck's constant determination as an example. The system automatically chooses the tools for listing, graphing, and generalized least squares in experimental data processing, and it is easy to operate and improve high efficiency of data processing.

Data Processing; EXCEL; VBA

T B311.1

A

1672-2094(2014)01-0148-03

責(zé)任編輯：張隆輝

2013-12-30

鄧昕寧（1973-），女,遼寧沈陽人，遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部講師.