Auswertung von Messdaten mit Hilfe von Microsoft Excel Universität Potsdam Grundpraktikum Physik Monika Schneider, WS2010/2011

Transkript

1 Auswertung von Messdaten mit Hilfe von Microsoft Excel 2007 Universität Potsdam Grundpraktikum Physik Monika, WS2010/2011

2 Messprotokoll Es sollte draufstehen: Name, Datum, Versuch Was wurde gemessen und die zugehörige Einheit, z.b. Zeit in Sekunden, Strecke in Meter, Temperatur in C oder Kelvin, Masse in kg natürlich die Messwerte Herstellerangabe zur Genauigkeit der benutzten Messgeräte

3 Mustermessprotokoll Versuch M1 Name 1 Datum Name 2 Betreuer Messwerte s in cm t in sec Testatpunkte Betreuer Unterschrift Seitenzahl

4 Auswerteprotokoll Es sollte draufstehen: Auf dem Deckblatt: Name, Versuchsbezeichnung, Versuchsdatum, Datum der Protokollabgabe Ausführliche und nachvollziehbare Rechnungen Diagramme und kurze Erklärung dazu (was wurde dargestellt, warum)

5 Musterauswerteprotokoll Versuch Name 1 z.b. Max Meier Name 2 z.b. Susi Mülller Kurs und Gruppe z.b. BBW 1 Gr. 17 Betreuer z.b. Dr. Schmidt Versuchbeschreibung bla bla Messwerte Rechnungen = 3 Fehlerrechnung!!! Diagramme Seite 1 Schlussfolgerung alles hat funktioniert / nicht funktioniert weil. Begründung!!! Seite n

6 Messdaten aufnehmen Messdaten dokumentenecht auf Papier notieren Zusätzlich können die Messdaten gleich in Excel oder im Texteditor notiert werden speichern nicht vergessen!!! Wichtig: entweder als Excel-Datei speichern Endungen.xls oder.xlsx Oder als Text-Datei speichern Endungen.txt oder.asc

7 Microsoft Excel Starten über: Start -> Programme -> Microsoft Office -> Microsoft Excel Icon auf dem Desktop

8 Zeilenbezeichnung Excel Standardansicht nach Start speichern Spaltenbezeichnung Zelle B5 Tabellenblätter

9 Excel und Messwerte Punkt oder Komma? Punkt Zahl kann wie Datum behandelt werden z.b März 2010 z.b (bleibt Zahl) Komma Zahl wird als Gleitkommazahl behandelt z.b. 10,3 10,3 Besser Komma als Punkt In Quelldatei Punkt durch Komma ersetzen!

10 Excel und Messwerte Variante 1: Messwerte von Hand in Excel eintragen Wichtig: In 1. Zeile sind Größenbezeichnung und Einheit einzutragen, z.b. Zeit in Sekunden Strecke in Meter Zerfälle pro Sekunde Darunter: zugehörige Messwerte eintragen

11 Excel und Messwerte Variante 2: Messwerte importieren Daten externe Daten abrufen aus Text gewünschte Datei wählen importieren Assistent wird gestartet: Anweisungen befolgen, Einstellungen hängen von der.txt-datei ab Meistens: getrennt, Tabstopp, Standard

12 Messwerte bearbeiten In das Feld klicken, wo das Ergebnis reinkommt, dann Formel eingeben Formeln beginnen immer mit Gleichheitszeichen =

13 Wichtigste Formeln Differenz bilden: =A1 A2 Summe bilden: =A1 + A2 Produkt bilden: =A1*A2 Quadrat: =A1^2 Wurzel: =Wurzel(A1) Mittelwert: =Mittelwert(A1; A2; A3) Mittelwert einzelner Zellen =Mittelwert(A2:A8) Mittelwert mehrerer Zellen

14 Diagramme erstellen Wie soll mein Diagramm aussehen? Punktdiagramm Titel Achsenbeschriftung der X-Achse und Y-Achse: Größe und zugehörige Einheit Trendlinie und Formel der Trendlinie Legende bei mehreren Datensätzen in einem Diagramm

15 Y-Achsenbeschriftung Beispieldiagramm Diagrammtitel Trendlinie Gleichung der Trendlinie Messpunkte Legende X-Achsenbeschriftung

16 Erstellen eines Diagramms Spalten der Daten mit der Maus markieren Erstes Feld mit linker Maustaste anklicken, dann Maustaste festhalten und alle Felder markieren Erste Spalte werden X-Werte Zweite Spalte werden Y-Werte Diagramm erstellen über Einfügen Diagramme Punkt Punkte nur mit Datenpunkten

17 Warum Punktdiagramm? Nur diskrete Messwerte aufgenommen Kein Wissen darüber, was zwischen den Messwerten passiert

18 Erstellen eines Diagramms X-Werte Y-Werte Markierte Felder

19 Erstelltes Diagramm

20 Werte prüfen ACHTUNG: es kann passieren, dass die Messwerte nicht richtig im Diagramm eingetragen werden Z.B. sind dann X-Werte und Y-Werte vertauscht X-Werte und Y-Werte müssen sonst extra zugewiesen werten

21 Werte prüfen Diagramm anklicken Rechtsklick Daten auswählen

22 Werte anpassen Legendeneinträge entfernen, dann auf Hinzufügen klicken

23 Daten hinzufügen Reihenname - entspricht dem Diagrammtitel Werte der Reihe X entspricht den X-Werten Werte der Reihe Y entspricht den Y-Werten Bereiche können durch Anklicken der Schaltfläche hinzugefügt werden

24 Daten hinzufügen Neues Fenster erscheint Daten markieren oder Tabellenteil von Hand eintragen: Dabei folgende Formatierung verwenden: =Tabelle 1! $A$1:$A$8 Formel, und welches Tabellenblatt genutzt werden soll Ausschnitt der Tabelle, hier werden alle Zellen von A1 bis A8 benutzt

25 Daten hinzufügen So können die X-Werte und die Y-Werte angepasst werden Auch Eintragen von mehreren Y-Werten in ein Diagramm möglich, z.b. mehrere Messreihen zu gleichen X-Werten

26 Diagrammbeschriftung anpassen Diagrammlayouts Layout 1 Fügt Titel, Achsenbeschriftung und Legende ein Beschriftungen können geändert werden Feld anklicken Feld wird markiert Erneutes Anklicken Text kann geändert werden

27 Achsen anpassen Rechtsklick auf Achsenbeschriftung Achse formatieren Auch Festlegung von Schriftart Schriftgröße, Schriftfarbe Formatierung usw

28 Achsenoptionen Festlegen von Minimum, Maximum, und Intervallen Muss angepasst werden, Excel macht nur Vorschläge Alle anderen Parameter bleiben wie vorgeschlagen

29 Trendlinie Bestmögliche Gleichung, um die erhaltenen Werte zu approximieren Meistens lineare oder exponentielle Funktion Excel macht das mit ein paar Mausklicks Alternative: Berechnung der Trendlinie von Hand aber sehr aufwendig

30 Trendlinie einfügen Messpunkte mit linker Maustaste markieren Rechtsklick Trendlinie hinzufügen

31 Trendlinie formatieren Typ auswählen Oft Exponential oder Linear Häckchen setzen bei: Formel im Diagramm anzeigen

32 Wahl der Trendlinie Physikalischen Hintergrund betrachten: Exponentieller Zusammenhang exponentielle Trendline z.b. Zerfallsreihe Linearer Zusammenhang lineare Trendlinie z.b. Weg-Zeit-Gesetz Logarithmierte Exponentialfunktionen

33 Trendlinie und Diagramm Gleichung der Trendlinie Bestimmtheitsmaß gibt an, wie gut die Messwerte auf die Trendlini passen. Ideale Trendlinie wenn R 2 = 1,

34 RGP-Tabelle Nur für lineare Trendlinien y=mx+b Gibt Anstieg, Schnittpunkt mit y-achse, Bestimmtheitsmaß und Standardabweichungen an Anstieg m Standardabweichung von m Schnittpunkt b Standardabweichung von b Bestimmtheitsmaß R = R

35 RGP-Tabelle erstellen Messwerttabelle muss vorhanden sein Freie Felder markieren: 2 Spalten x 5 Zeilen Dann Funktion einfügen über Schaltfläche f x anklicken

36 RGP-Tabelle erstellen Kategorie: Statistik RGP wählen -> OK klicken

37 RGP-Tabelle erstellen Funktionsargumente ausfüllen Y-Werte eintragen, X-Werte eintragen Konstante = 1, Stats =

38 RGP-Tabelle erstellen ACHTUNG: Tabelle wird erstellt durch gleichzeitiges Drücken von STRG und Umschalttaste (Shift) und ENTER

39 Microsoft -Excel 2007 Hersteller: Microsoft Microsoft Office Home and Student 2007 (Excel, Word, PowerPoint, OneNote) ca. 140 Microsoft Excel ca. 280 Microsoft Office Standard 2007 (Excel, PowerPoint, Word, Outlook) ca. 550 Auf Auswerterechnern in vorhanden

40 Alternativen zu Excel 2007 Microsoft Excel 2003 oder älter Open Office oder älter kostenlos erhältlich für die private Nutzung Star Office ca. 40,00 US $ Origin 8.0 oder älter Aber: Tutorial für Microsoft Excel 2007 erstellt

41 Bestimmung der Trendlinie mit Bleistift und Taschenrechner Am Beispiel einer linearen Trendlinie der Form Bestimmung von m und b

42 Bestimmung der Trendlinie mit Bleistift und Taschenrechner Achtung: Beispiel für lineare Trendlinie Bestimmung der Mittelwerte für x und y x m = 4 y m = 8 Messwerttabelle:

43 Berechnung des Anstiegs

44 Berechnung der Verschiebung

45 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Fragen?