Możesz być bardzo ostrożny podczas przeprowadzania eksperymentów, jednak nadal mogą one zawierać pewne błędy eksperymentalne. Całkowite uniknięcie błędów staje się prawie niemożliwe, gdy próbujesz wykonać dokładne pomiary lub napotykasz problemy ze sprzętem. Pomiary wielkości fizycznych nie zawsze mogą być wartościami prawidłowymi.
Aby uniknąć takich błędów, naukowcy starają się klasyfikować błędy i usuwać niepewności w dokonywanych przez siebie pomiarach. Niezbędne jest sprawdzenie źródła błędu i tego, jak te błędy mogą wpłynąć na wyniki podczas uzyskiwania wyników.
Istnieją dwa główne rodzaje błędów — błąd systematyczny i błąd przypadkowy. Wiedza o błędach systematycznych i przypadkowych pomaga nam lepiej przeprowadzać eksperymenty i zmniejszać błędy.
Błąd systematyczny a błąd losowy
Różnica między błędem systematycznym a przypadkowym polega na tym, że błędy systematyczne występują z powodu nieprawidłowego lub niedoskonałego sprzętu. Z powodu niedoskonałej aparatury każdy wykonany pomiar będzie błędny o taką samą wartość. Z drugiej strony, przypadkowe błędy pojawiają się z powodu nieuniknionych zakłóceń lub z powodu problemów, które napotykasz podczas wykonywania pomiarów wielkości, które zmieniają się w czasie.
Tabela porównawcza między błędem systematycznym a losowym
| Parametry porównania | Błąd systematyczny | Błąd losowy |
|---|---|---|
| Oznaczający | Błąd systematyczny to błąd, który powstaje z powodu usterki urządzenia pomiarowego. | Błąd losowy to błąd, który powstaje z powodu nieprzewidywalnych zmian w środowisku. |
| Powtarzalne | Błędy systematyczne się powtarzają. | Błędy losowe zazwyczaj się nie powtarzają. |
| Powoduje | Błędy w sprzęcie do eksperymentów. | Nieprzewidywalne wahania odczytów, zakłócenia w środowisku. |
| Zmniejszenie | Błędy systematyczne można ograniczyć, stosując odpowiednią aparaturę lub odpowiednie techniki. | Błędy losowe można zredukować, dokonując od czasu do czasu odczytów i zwiększając liczbę obserwacji. |
| Rodzaje | Trzy typy: Instrument, Środowisko, Błąd systematyczny. | Brak typów. |
| Odtwarzalny | Są powtarzalne. | Nie da się ich odtworzyć. |
| Wielkość błędu | Stały | Różnią się |
Co to jest błąd systematyczny?
Błąd systematyczny jest również znany jako błąd systematyczny. Błędy te są stałymi błędami, które mogą się powtarzać z powodu wadliwego projektu eksperymentalnego. Zazwyczaj takie błędy powstają w wyniku użycia niewłaściwie skalibrowanych przyrządów pomiarowych lub niewłaściwego użycia przyrządów.
Źródła błędów systematycznych:
- Nieprawidłowo skalibrowany przyrząd
- Zużyty instrument
- Osoba dokonująca pomiaru nieprawidłowo
Istnieją trzy rodzaje błędów systematycznych:
- Błąd instrumentalny- Zasadniczo istnieją trzy przyczyny błędów instrumentalnych:
- Błąd obserwacji — błąd obserwacji pojawia się, gdy obserwator nie interpretuje poprawnie odczytów. Na przykład, jeśli wskazówka woltomierza jest ustawiona na skali, a linia widzenia nie znajduje się dokładnie nad wskazówką, może wystąpić błąd obserwacji.
- Błąd środowiskowy — zmiany w otoczeniu, takie jak ciśnienie, wilgotność itp., mogą powodować błędy środowiskowe. Takie błędy można wyeliminować, dokonując ustaleń w celu kontrolowania wilgotności lub temperatury.
Co to jest błąd losowy?
Jak sama nazwa wskazuje, błąd przypadkowy ma charakter nieregularny i nie da się go przewidzieć. Takie błędy pojawiają się, gdy istnieją pewne ograniczenia, na które eksperymentator nie ma wpływu. Parametry te mogą zaburzać wyniki eksperymentu.
Błąd losowy nazywany jest również błędem statystycznym. Dzieje się tak dlatego, że takie błędy można wyeliminować metodami statystycznymi, ponieważ mają one charakter nieregularny i niespójny.
W przeciwieństwie do błędów systematycznych, błędy losowe można zmniejszyć, wykonując obserwacje wielokrotnie i biorąc średnią z dużej liczby obserwacji.
Główne różnice między Błąd systematyczny i losowy
Wniosek
Kiedy mierzymy wielkość fizyczną, nie zawsze możemy uzyskać jej dokładną prawdziwą wartość. Zawsze są w tym jakieś błędy. Dwa najczęstsze błędy to błąd systematyczny i błąd losowy.
Zasadniczo błędy systematyczne powstają z powodu wadliwej konstrukcji mechanicznej przyrządu pomiarowego, natomiast błąd przypadkowy z powodu nieprzewidywalnych zakłóceń w otoczeniu, takich jak zmiany ciśnienia, temperatury. Błąd przypadkowy może również wystąpić, jeśli obserwator nie jest w stanie dokonać poprawnych odczytów.
Całkowite wyeliminowanie obu błędów nie jest możliwe. Jeśli jednak spróbujesz, wszystkie błędy systematyczne można usunąć, ale nadal mogą pozostać pewne przypadkowe błędy w pomiarze. Błędy losowe nie są tak niebezpieczne jak błędy systematyczne.
