URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., Юзюк Ю.И. Обработка и визуализация данных физических экспериментов с помощью пакета Origin
Id: 81481
 
178 руб.

Обработка и визуализация данных физических экспериментов с помощью пакета Origin

URSS. 2009. 136 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-397-00183-0.

 Аннотация

Настоящее учебно-методическое пособие на конкретных примерах учит приемам обработки спектров с помощью пакета Origin. Рассматриваются типичные задачи, наиболее часто встречающиеся на практике.

Пособие может использоваться при изучении дисциплин общего и специального физического практикума студентами направлений "Нанотехнология", "Физика" и других физических направлений и специальностей. Оно будет полезно всем, кому по роду своей деятельности приходится иметь дело с анализом спектров.


 Содержание

Введение
1. Знакомство с основными возможностями пакета Origin
 1.1.Таблицы и графики
 1.2.Форматирование графиков
 1.3.Сложные графики. Слои
 1.4.Формирование листа отчета
2. Функциональные масштабы
3. Разрыв оси, вставка увеличенного фрагмента графика
 3.1.Разрывы осей координат
 3.2.Вставка увеличенных фрагментов графика
4. Импортирование данных и дифференцирование графиков
 4.1.Импортирование данных
 4.2.Отображение на графике погрешностей экспериментальных данных
 4.3.Дифференцирование графиков
5. Фурье-фильтрация экспериментальных данных
6. Аппроксимация нелинейными функциями
7. Отображение данных
8. Смещение графиков
9. Совмещение графиков
10. Несколько слоев
11. Корректировка спектров
12. Простые операции со спектрами
13. Сглаживание спектров
14. Аппроксимация спектров лоренцианами
Приложение
 Метод наименьших квадратов
 Фурье-фильтрация
 Элементарные сведения по теории перколяции
Литература

 Введение

Теории приходят и уходят, а примеры остаются.
И.М.Гельфанд

Настоящее учебно-методическое пособие адресовано в первую очередь студентам-физикам. Однако, мы надеемся, что оно может быть полезно также студентам других естественнонаучных и инженерных специальностей -- всем тем, кому по роду своей деятельности приходится иметь дело с анализом и визуализацией экспериментальных данных.

На рынке программных продуктов можно найти множество коммерческих и бесплатно распространяемых программ, позволяющих облегчить трудоемкий процесс обработки данных и их представления в компактном, удобном и наглядном виде. Назовем только некоторые из них: Axum (MathSoft Inc.), SigmaPlot (Systat Software Inc.), SmartDraw, GNUplot. Каждая из этих программ имеет своих более или менее многочисленных поклонников, которые привыкли к используемой программе, научились решать с ее помощью типовые задачи, встречающиеся в их практике, и, естественно, не очень охотно согласятся потратить время и силы для освоения какой-либо иной программы до тех пор, пока не столкнутся с задачей, которая окажется не по зубам привычному пакету. Мир программных продуктов удивительно многообразен, и остается только сожалеть, что многие наши соотечественники в силу различных причин полагают, что Microsoft Office -- вершина программистской мысли. Конечно, проводить обработку и визуализацию экспериментальных данных можно и с помощью MS Excel, однако это программа разрабатывалась для решения повседневных офисных задач. Деятельность физика мало схожа с работой клерка -- для его задач необходимы программные продукты, создававшиеся совершенно для других целей. Мы не тешим себя надеждой, что наш скромный труд способен поколебать империю Microsoft и обратить значительное число пользователей в иную веру, но надеемся, что он окажется одной из тех капель, которая точит камень.

Конечно, специалист должен быть способен решать возникающие задачи с помощью любого доступного программного средства, однако лучше всего это делать с помощью специализированных программных продуктов, обеспечивающих наилучший результат при минимальных затраченных усилиях.

Изложение материала, как это следует из названия, опирается на пакет Origin. Наш выбор программного продукта во многом субъективен и определен следующими обстоятельствами. Один из соавторов настоящего учебно-методического пособия впервые от коллег-физиков услышал восторженные отзывы о пакете Origin в 1998 году на международной конференции. С тех пор он имел возможность неоднократно убедиться, что пакет Origin широко используется физиками во всем мире. Полистав какой-либо солидный физический журнал, например, Physical Review, специалист, знакомый с пакетом Origin, без труда определит, что многие иллюстрации создавались именно с помощью этого пакета. Собственный многолетний опыт использования пакета при подготовке научных публикаций позволяет утверждать, что пакет способен облегчить жизнь физика при обработке данных и подготовке иллюстраций в самых сложных случаях.

Пакет Origin широко применяется исследователями всего мира для обработки и визуализации экспериментальных данных. Пакет пользуются заслуженной популярностью среди ученых и в нашей стране, существенно облегчая трудоемкий процесс обработки данных и их подготовки для публикаций. К сожалению, на русском языке практически отсутствует литература, которую можно было бы использовать для обучения студентов физических и родственных специальностей основным приемам работы с пакетом Origin. Единственная вышедшая большим тиражом книга на русском языке [2] мало подходит для целей обучения студентов-физиков, так как в ней отсутствуют практически значимые примеры, и все изложение ориентировано на начинающего пользователя, слабо ориентирующегося в стандартном меню. Несколько учебных пособий по Origin выпущено малыми тиражами университетскими издательствами [3--5]. Однако они недоступны широкому кругу студентов и ориентированы на узкие и специфические задачи.

Особенностью данного учебно-методического пособия является то, что оно целиком опирается на реальные задачи, которые приходилось решать соавторам как в научных исследованиях, так и при проведении занятий. Мы убеждены, что учить нужно на конкретных и осмысленных примерах, которые способны убедить студента в действительной полезности преподносимых ему знаний. Тем самым мы пытаемся восстановить равновесие между классической университетской системой образования, ориентированной на фундаментальные знания, и потребностями реальной жизни, в которой зачастую требуются практические навыки ("полезные знания") -- быстро устаревающие, но приносящие прибыль здесь и сейчас.

Опыт преподавания пакета Origin на конкретных примерах убеждает нас в том, что при таком подходе студенты с первого же занятия получают стимул изучать пакет, активно применяют его при выполнении лабораторных работ и проведении научных исследований, самостоятельно осваивают дополнительные возможности пакета, обращаются с просьбами подсказать, как можно решить ту или иную возникшую у них задачу. Поскольку все студенты знакомы с MS Excel, они быстро убеждаются в том, что Origin -- именно тот инструмент, который создан специально для физиков.

Учебно-методическое пособие, естественно, не охватывает всего круга задач, с которыми может столкнуться физик. Наша задача -- убедить студентов в полезности изучения этого пакета и стимулировать их самостоятельно осваивать пакет, сообразуясь со своими конкретными потребностями.

На протяжении всего текста мы старались последовательно закреплять приобретенные знания: часть работы предлагается выполнять самостоятельно, новая информация вводится очень небольшими порциями и опирается на полученные ранее знания. В конце текста приводятся задания для самостоятельной работы, которые должны помочь закрепить изученный материал.

Решаемые задачи постепенно усложняются и опираются на уже освоенный материал. Таким образом, изученный материал оказывается востребованным при изучении новых возможностей пакета и постоянно закрепляется на практике.

Первая часть пособия посвящена простейшим методам обработки экспериментальных данных. Вторая часть знакомит с методами обработки спектров.

При работе с пособием потребуются файлы с экспериментальными данными, их можно загрузить по адресу

http://mathmod.aspu.ru/download/data.zip.

Изложение ориентировано на версию Origin 7.0. На сегодняшний день последняя версия пакета -- Origin 8.0.

Предполагается, что учебно-методическое пособие будет полезно при изучении дисциплины ЕН.Ф.02 "Общий физический практикум" и темы "Обработка экспериментальных данных" в рамках раздела "Численные методы и математическое моделирование" дисциплины ЕН.Ф.04 "Информатика" студентами направления 510400 "Физика" и других физических направлений и специальностей.


 Об авторах

Ольга Петровна ИСАКОВА

Сотрудник кафедры прикладной математики и информатики Астраханского государственного университета. Специалист в области применения ИТ в физико-математическом образовании.




Юрий Юрьевич ТАРАСЕВИЧ

Доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой прикладной математики и информатики, профессор кафедры теоретической физики и методики преподавания физики Астраханского государственного университета. Области научных интересов: математическое моделирование, применение ИТ в физико-математическом образовании. Автор 30 статей в рецензируемых научных журналах и 3 учебных пособий.


Юрий Иванович ЮЗЮК

Кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой нанотехнологии физического факультета Южного федерального университета. Область научных интересов: рамановская спектроскопия физических систем с разной степенью макро-, мезо- и микроскопической сложности. Автор более 80 научных статей в отечественных и зарубежных журналах.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце