Instytut Fizyki Politechniki Krakowskiej
Opis programu komputerowego WykresLab
opracował: Jan Kurzyk
Opis programu komputerowego WykresLab
Na potrzeby prowadzonych przez Instytut Fizyki Politechniki Krakowskiej ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki powstał program o nazwie WykresLab. Studenci Politechniki Krakowskiej mogą korzystać z niego na komputerach w pracowniach Instytutu Fizyki, a także instalować na swoich komputerach prywatnych1. Praca w programie jest dość intuicyjna, dlatego opiszemy tu jedynie niektóre cechy programu. Program służy do graficznej prezentacji wyników pomiaru wielkości zależnych od siebie i znajdowania (metodą najmniejszych kwadratów) współczynników dopasowania oraz ich niepewności standardowych. Obsługuje on większość zależności funkcyjnych, z jakimi spotykamy się w laboratorium studenckim. Na liście wyboru typu funkcji znajdziemy następujące pozycje: 1) Brak (w przypadku wyboru tej pozycji wykres będzie zawierać tylko punkty pomiarowe).
2)
=
(możemy ją wybrać przedstawiając np. zależność oporu konstantanu od temperatury)
3)
=
4)
=
+
5)
=
6)
=
+
7)
= ln =
+ (czyli zależność typu 5 po zlinearyzowaniu)
8)
=
/
9)
= ln =
+ , = 1/ (czyli zależność typu 7 po zlinearyzowaniu)
10)
=
11)
= , = 1/ (czyli zależność typu 9 po zlinearyzowaniu)
12)
=
13)
=
14)
=
15)
= , = 1/ (czyli zależność typu 13 po zlinearyzowaniu)
16)
= +
17)
=
+ , = 1/ (czyli zależność typu 15 po zlinearyzowaniu)
18)
=
+
19)
=
20)
= 1 +
+
(zależność wykorzystywana w doświadczeniu z rezystorem
termometrycznym PT100 w Pracowni miernictwa)
1 Program WykresLab można pobrać ze strony Instytutu Fizyki: www.fizyka.pk.edu.pl.
2
21) ! = " #
$⁄
+
$⁄
(; (patrz zadanie 3 ćwiczenia 17 Badanie pola
&'
$⁄
&'
$⁄
magnetycznego za pomocą hallotronu).
22)
= "cos
, (np. ćw. 26)
23)
= , = cos
, (np. ćw. 26)
24) Prawo Malusa we współrzędnych biegunowych (ćw. 26)
25) ,
= ,- sin
/
,
= /0
; (patrz ćw. 27:
1
Dyfrakcja i interferencja
√
$
światła lasera na szczelinach)
5
26)
= "
6
4
+ "
5
(Patrz ćw. 38: „ Badanie absorpcji rezonansowej
7
869 56
7
8 9 5
światła w dielektrykach w zakresie widma widzialnego”).
27)
= ∑<
;
;=- ;
(funkcja wielomianowa, stopień wielomianu można zmieniać w zakresie od 2 do 6. To dopasowanie ma zastosowanie w przypadku złożonych zależności funkcyjnych, których postać teoretyczna nie jest znana, np. charakterystyka prądowo-napięciowa fotokomórki w ćw. 21)
28) >?! @ >A B
(do punktów pomiarowych jest dopasowywana krzywa złożona z kawałków wielomianów trzeciego stopnia przechodzących dokładnie przez punkty pomiarowe i gładko zszywanych na granicach poszczególnych przedziałów. Ten typ funkcji w zasadzie nie powinien być stosowany do opracowania graficznego ćwiczeń laboratoryjnych).
W programie można edytować kilka zestawów danych równocześnie. Będą się one znajdować na kolejnych zakładkach o nazwach „Dane 1”, „Dane 2” itd. Do rysowania wykresu można wybrać wszystkie lub tylko niektóre dane. Wyboru dokonujemy ustawiając odpowiednio opcje wyboru „Dołącz do
wykresu” znajdujące się na każdej
zakładce danych.
Część poleceń do pracy w edytorze danych jest ukrytych w menu kontekstowym, jakie się otwiera w momencie kliknięcia prawym klawiszem myszy w odpowiedni element w oknie edycyjnym
danych. Na przykład kliknięcie w tytuł zakładki otwiera menu pokazane na rysunku obok.
Znaczenie poszczególnych poleceń jest następujące:
• „Wyczyść dane” – spowoduje usunięcie wprowadzonych liczb, ale zakładka pozostanie.
• „Usuń dane” – spowoduje usunięcie danych wraz z całą zakładką, przy czym zostaniemy jeszcze poproszeni o potwierdzenie tej operacji.
• „Usuń bez pytania” –zostanie usunięta cała zakładka bez konieczności potwierdzania.
• „Usuń wszystko bez pytania” – usunięte zostaną wszystkie zakładki (bez konieczności potwierdzenia).
3
Kliknięcie prawym klawiszem myszy w tytuł kolumny X lub Y otwiera menu pokazane obok. Znaczenie poszczególnych poleceń jest następujące:
• „Wyczyść” – usuwa dane w danej kolumnie.
• „Kopiuj” – kopiuje dane z kolumny do pamięci.
• „Wytnij” – kopiuje dane z kolumny do pamięci i czyści kolumnę.
• „Wklej” – wkleja dane zapamiętane wcześniej poleceniem
„Kopiuj”.
• „Zamień X z Y” – przenosi dane z kolumny X do kolumny Y, a dane z Y do kolumny X.
• „Ciąg arytmetyczny” – otwiera okno parametrów ciągu arytmetycznego (patrz niżej)
• „Sortuj X” – sortuje dane w kolumnie X (cyklicznie rosnąco i malejąco).
• „Sortuj Y” – sortuje dane w kolumnie Y (cyklicznie rosnąco i malejąco).
Polecenie „Ciąg arytmetyczny” pozwala wypełnić kolumnę kolejnymi wyrazami ciągu arytmetycznego. W okienku podajemy początek ciągu (pierwszy wyraz), koniec ciągu (ostatni wyraz) i krok ciągu. Możemy też zadecydować, czy dane ciągu mają być dopisane do już wpisanych w danej kolumnie, czy też mają zastąpić już wpisane.
Kliknięcie prawym klawiszem myszy w jakąś komórkę edycyjną w kolumnie X
lub Y otwiera menu pokazane niżej. Znaczenia poszczególnych poleceń są następujące:
• „Przesuń komórki w dół” – przesuwa ciąg liczb w danej kolumnie w dół począwszy od klikniętej komórki pozostawiając klikniętą komórkę pustą.
• „Usuń komórkę” – usuwa liczbę w klikniętej komórce i przesuwa wszystkie liczby następujące po niej w tej kolumnie o jedną pozycję w górę.
• „Wyczyść komórkę” – usuwa liczbę w klikniętej komórce.
Polecenia „Przesuń linię w dół”, „Usuń linię” i „Wyczyść linię” działają podobnie jak opisane wyżej, tyle, że operacje te wykonywane są jednocześnie na komórkach w obu kolumnach.
Dane w komórkach możemy wpisywać używając jako separatora
dziesiętnego kropki lub przecinka (dowolnie). Można też
wprowadzać liczby w postaci typu 10,5E6 lub 10,5E+6 lub 10,5E-
6. Jednak zamiast wprowadzać liczby w takim formacie wygodniej jest skorzystać z przelicznika (patrz rysunek obok). Każda kolumna ma osobny przelicznik. W zależności od ustawienia przycisków radiowych
„x”,
„/”,
kolumna
będzie
mnożona
przez
przelicznik
lub
dzielona.
Uwaga: po wprowadzeniu przelicznika, dane w kolumnie nie zmienią się. Efekt działania przelicznika zobaczymy dopiero na wykresie.
4
Po wydaniu polecenia „Wykres” na ekranie pokaże się graficzna
prezentacja wybranych danych. Możemy teraz opisać wykres
korzystając z okienka pokazanego obok.
Domyślnie drukowane są dwa identyczne wykresy (dla dwóch osób wykonujących dane ćwiczenie) na jednej kartce, jeden pod
drugim, w orientacji pionowej, ale można wyłączyć drukowanie
dwóch wykresów na stronie.
Wpisane dane wraz z ustawieniami widocznymi na zakładkach edytora danych można zapisać na dysku i wczytać w późniejszym czasie. Możliwe jest również zaimportowanie danych z pliku tekstowego, w którym dane zapisane są dwóch kolumnach oddzielonych znakiem tabulacji.
5