Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Що таке випадкова помилка?
- Що таке систематична помилка?
- Інші відмінності між систематичними та випадковими помилками
Як би ви не були обережними при проведенні експериментів, можливо, буде експериментальна помилка. Незалежно від проблем, пов'язаних з точним проведенням вимірювань або проблемами з обладнанням, взагалі уникнути помилок - це неможливо. Щоб протидіяти цьому питанню, вчені роблять все можливе, щоб класифікувати помилки та кількісно визначити будь-яку невизначеність у здійснених ними вимірах. Виявлення різниці між систематичними та випадковими помилками є ключовою частиною навчання для проектування кращих експериментів та мінімізації будь-яких помилок, які проникають через.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Систематичні помилки зазвичай є результатом обладнання, яке не правильно відкалібровано. Кожне вимірювання, яке ви зробите, буде помилковим на однакову суму, оскільки є проблема з вашим вимірювальним приладом. Випадкові помилки неминучі і виникають внаслідок труднощів з вимірюванням або спробою вимірювання величин, які залежать від часу. Ці помилки будуть коливатися, але, як правило, скупчуються навколо справжнього значення.
Що таке випадкова помилка?
Випадкова помилка описує помилки, які коливаються через непередбачуваність або невизначеність, притаманні вашому процесу вимірювання, або коливання кількості, яку ви намагаєтеся виміряти.
Наприклад, учений, що вимірює комаху, спробував би розмістити комаху в нульовій точці лінійки або вимірювальної палички і прочитати значення на іншому кінці. Сама лінійка, ймовірно, вимірює лише найближчий міліметр, і прочитати це з точністю може бути складно.Ви можете недооцінювати справжній розмір комахи або переоцінювати її, виходячи з того, наскільки добре ви читаєте шкалу та ваше судження щодо місця зупинки голови комахи. Комаха також може злегка переміститися з нульового положення, не усвідомлюючи цього. Повторне вимірювання кілька разів дає багато різних результатів через це, але вони, швидше за все, скупчуються навколо справжнього значення.
Аналогічно, вимірювання величини, яка змінюється від моменту до моменту, призводить до випадкової помилки. Наприклад, швидкість вітру може підніматися і спадати в різні моменти часу. Якщо ви проведете вимірювання одну хвилину, це, ймовірно, не стане точно таким же через хвилину. Знову ж таки, повторне вимірювання призведе до результатів, які коливаються, але згрупуються навколо справжнього значення.
Що таке систематична помилка?
Систематична помилка - це помилка, яка виникає внаслідок постійної проблеми і призводить до послідовної помилки у ваших вимірах. Наприклад, якщо ваша вимірювальна стрічка була розтягнута, результати будуть завжди нижчими від справжнього. Аналогічно, якщо ви використовуєте ваги, які не були попередньо встановлені на нуль, відбудеться систематична помилка, що виникає внаслідок помилки калібрування (наприклад, якщо справжня вага 0 рівний 5 грам, 10 грам буде прочитано як 15 і 15 грам буде читати як 20).
Інші відмінності між систематичними та випадковими помилками
Основна відмінність систематичних від випадкових помилок полягає в тому, що випадкові помилки призводять до коливань навколо справжнього значення внаслідок труднощів з вимірюванням, тоді як систематичні помилки призводять до передбачуваних та послідовних відхилень від справжнього значення через проблеми з калібруванням обладнання. Це призводить до двох додаткових відмінностей, які варто зазначити.
Випадкові помилки, по суті, неминучі, тоді як систематичні помилки - ні. Вчені не можуть робити ідеальні вимірювання, незалежно від того, наскільки вони кваліфіковані. Якщо кількість, яку ви вимірюєте, змінюється від моменту до моменту, ви не можете змусити її перестати змінюватись під час вимірювання, і незалежно від того, наскільки деталізована ваша шкала, чітке її читання все ще є проблемою. Хороша новина полягає в тому, що повторення вимірювань кілька разів та взяття середнього показника ефективно мінімізують цю проблему.
Систематичні помилки можуть бути важкими для виявлення. Це тому, що все, що ви вимірюєте, буде невірним на однакову (або аналогічну) суму, і ви, можливо, не усвідомлюєте, що існує проблема. Однак, на відміну від випадкових помилок, їх часто можна уникнути взагалі. Перед його використанням калібруйте обладнання належним чином, а систематичні помилки будуть набагато меншими.