Das Konzept des experimentellen Wertes ist in wissenschaftlichen Experimenten wichtig. Der experimentelle Wert besteht aus den Messungen, die während eines experimentellen Laufs durchgeführt wurden. Bei experimentellen Messungen ist es das Ziel, einen genauen und präzisen Wert zu erhalten. Die Genauigkeit bezieht sich darauf, wie nahe eine einzelne Messung am tatsächlichen theoretischen Wert liegt, während sich die Präzision darauf bezieht, wie nahe die Werte der Messungen beieinander liegen. Aus diesem Grund gibt es mindestens drei Möglichkeiten, den experimentellen Wert zu berechnen.
Der experimentelle Wert eines einfachen Experiments ist die durchgeführte Messung
Manchmal sind Experimente so konzipiert, dass sie einfach und schnell sind, und es wird nur eine Messung durchgeführt. Diese eine Messung ist der experimentelle Wert.
Komplexe Experimente erfordern einen Durchschnitt
Die meisten Experimente sind fortgeschrittener als der einfache Experimenttyp. Bei diesen Versuchen werden oft mehrere Versuchsdurchläufe durchgeführt, das heißt, es wird mehr als ein Versuchswert erfasst. Als experimenteller Wert wird bei solchen Versuchen der Durchschnitt der aufgezeichneten Ergebnisse verstanden.
Die Formel für den experimentellen Wert eines Satzes von fünf Zahlen addiert alle fünf zusammen und teilt dann die Summe durch die Zahl 5. Um beispielsweise den experimentellen Wert für ein Experiment mit den Ergebnissen 7,2, 7,2, 7,3, 7,5, 7,7, 7,8 und 7,9 zu berechnen, addiere sie zuerst alle zusammen, um einen Gesamtwert von 52,6 zu erhalten, und dividiere dann durch die Gesamtzahl der Versuche – 7 in diesem Fall. Somit ergibt 52,6 ÷ 7 = 7,5142857 auf das nächste Zehntel gerundet den experimentellen Wert von 7,5.
Berechnung des experimentellen Wertes mit der Formel für den prozentualen Fehler
Die prozentuale Fehlerformel, die eine der Berechnungen bei der Fehleranalyse ist, ist definiert als der Vergleich zwischen dem experimentellen Wert und dem theoretischen Wert. Die Genauigkeit des Ergebnisses zeigt, wie nahe der experimentelle Wert am theoretischen Wert liegt.
Der theoretische Wert stammt aus einer wissenschaftlichen Tabelle und bezieht sich auf den allgemein akzeptierten Wert einer Messung, wie bei einer Körpertemperatur von 98,6 Grad Fahrenheit. Die prozentuale Fehlerformel der Fehleranalyse zeigt, wie die Testergebnisse von den Erwartungen abweichen. Folglich hilft es, die wichtigsten Fehler zu bestimmen und zu bestimmen, welche Auswirkungen diese Fehler auf das Endergebnis haben.
Die prozentuale Fehlerformel wurde entwickelt, um die Genauigkeit von Berechnungen zu bestimmen und hat folgende Form:
\text{Prozentfehler}=\frac{\text{Experimenteller Wert}-\text{Theoretischer Wert}}{\text{Theoretischer Wert}}\times 100
Die Umordnung dieser Formel ergibt den experimentellen Wert. Je näher der prozentuale Fehler bei 0 liegt, desto genauer sind die experimentellen Ergebnisse. Eine weiter von 0 entfernte Zahl weist darauf hin, dass es mehrere Fehlerfälle gibt – seien es menschliche Fehler oder Gerätefehler –, die die Ergebnisse ungenau und ungenau machen könnten.
In einem Experiment, das die Körpertemperatur mit einem prozentualen Fehler von 1 misst, sieht die Formel beispielsweise so aus:
Es wird:
Weiterrechnen ergibt die Formel:
Dies zeigt, wie viel Fehler in der Durchführung des Experiments liegen, da bereits angedeutet wurde, wie weit der prozentuale Fehler vom Wert 0 entfernt war. Wäre der prozentuale Fehler 0 gewesen, wären die Ergebnisse perfekt gewesen und der experimentelle Wert hätte dem theoretischen Wert von genau 98,6 entsprochen.