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使用MATLAB进行物理实验制图

秉持着学了计算机就是拿来用的,所以对于物理实验的绘图可以借助MATLAB更加方便,快捷,美观的制图

这篇文章不是MATLAB教程,读后只能掌握简单的作图,但是应付物理实验作图是够用的(对我来说)

当然,首先需要问问你的老师可不可以计算机绘图(我们老师是可以的,并且是推荐的)

工具:

MATLAB: R2021b

开篇废话:

本质还是搭积木

绘图的基本原理就是给 x 和 y 的数据,然后描点连线,对于实验数据而言,还能通过线性回归拟合直线,从而画出图像

所以接下来会依次介绍

数据录入

拟合直线

作图相关

下面制图以 “电子元件伏安特性测量实验” 为例

实验数据的录入

进入MATLAB基本界面

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鼠标移至右侧工作区处右键,然后点击“新建”

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可以更改数据的名称,例如这里更改为 ’ U ’

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双击变量名称左侧 “田字格” ,可以打开一个类似于Excel表格的页面

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在表格中依次输入数据

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对另一个变量 “ I ”,同样进行上述操作

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完成所有的实验数据录入

拟合直线

点击上方 “APP” 按钮,在里面找到圆圈中这个图标(中文找“曲线拟合”,英文找“curve fitting”,一定要这个图标)

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点击进入如下页面

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然后看左侧红框,第一个是起名字(可改可不改,看心情),第二个是 x 轴数据,第三个是 y 轴数据,点击下三角,选择相应的数据即可

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选择好后就是如图的效果,之后不要关闭这个页面(推荐)或者截屏记录一下红框处的东西

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完成直线拟合

作图相关

现在开始激动人心的作图环节,想想别人需要那这尺子,数格子,描点,画错了擦了重画,哎呀画歪了...

科学技术真好

回到当前页面,将在这里完成绘图

数据的处理

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首先,我们需要重新定义两个变量,x和y (可以任意选择,但是不能和前面的变量重名) (这里之所以要重新定义两个变量就是本质其实是两根线,一条是实验数据,一条是拟合直线,分别的x和y值我们都要准备好,才能描点连线不是?)

通过观察实验数据发现,U值的范围是[0.7,6.8],所以x的范围也应该是[0.7,6.8],但是为了留下余量,方面后期操作,x的范围最好大一点,所以这里我们取x[0,8]

所以,在命令行中输入 x = 左边界 : 右边界 ; (分号千万不能忘)

1
x = 0:8; # 这里千万记得要打上分号 然后回车

效果如图

image-20220418160606009

然后处理 y 轴,这里我们需要刚刚拟合直线的红框框里的数据(x-y是拟合直线)

命令行输入 y = p1.*x + p2; (p1和p2在如图位置),乘号前面的小数点不能忘,千万不能忘,还有分号也不能忘(至于为啥需要小数点,先不要问,照做就好,不知道不影响画图不要纠结这里照做就好,感兴趣可以自学MATLAB)

1
y = 9.569.*x-0.4602;	# 不能忘回车,而且注意乘号前面有一个小数点 . 不能忘不能忘

效果如图

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画图

先学两个基本操作

画线

使用 plot()

plot(横坐标变量,纵坐标变量)

先画实验数据,这里不用打分号

1
plot(U,I)
画点

使用 plot()

plot(横坐标,纵坐标,样式) 坐标一般已知,直接输入数字就好

1
plot(1,2,‘o’)

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之后可以更改所绘制的线和点的样式,颜色,大小


回车后弹出新页面

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然后千万不能忘,点击 “箭头” 图标,点了才能对图进行一些我们想要的操作

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然后对应的制图要求,在图像上单击鼠标右键,点击“网格”

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设置字体,我们老师的要求是仿宋,字体选大一点好看

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随后鼠标点击曲线,随后右键,可以更改线型,线宽,标记样式,标记大小

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标记样式选用 ‘ × ’(请按要求随意),大小18 ,更改颜色红色

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一般实验数据是标点,所以线型选无,线宽好看即可

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然后不要关闭页面,回到命令行界面

输入 hold on,然后回车,同样的不要问为什么,不影响你作图,照做就好,感兴趣去自学MATLAB,然后就明白了

1
hold on

如图所示

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然后绘制拟合直线(x-y),同样的

1
plot(x,y)

如图

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然后回到绘图的界面

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修改线型,线宽,颜色

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然后点击 “箭头” 图标,然后可以通过拖动鼠标,滑动鼠标滚轮进行图线的移动缩放来调整到一个舒服好看的样子

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然后再点击 “箭头” 图标,然后右键,显示图例,同样可以拖动到好看的位置

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然后在上方选中 “插入”,插入标题,X标签,Y标签,输入相关信息

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然后继续选择 “插入”,添加文本框,输入信息(依据先前的红框框

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然后可以为界面,右键—颜色,添加一些背景颜色,不要特别明显,加一点点淡淡的颜色就好

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作图结束,鼠标移动到右上角,点击第一个保存按钮,起名字,选位置,然后保存图片

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到此全部结束,熟练掌握你会发现不一样的快乐,比如不用买3毛钱一张的坐标纸和用尺子和铅笔画图然后画错然后擦了重画这件事

科技改变生活啊

感谢读到这里,希望喜欢!!

end!