Definitionen von Kontrollvariablen, konstanten, unabhängigen und abhängigen Variablen in einem wissenschaftlichen Experiment

Der Sinn eines Experiments besteht darin, dem Experimentator zu helfen, die Beziehung zwischen zwei Teilen eines natürlichen Prozesses oder einer natürlichen Reaktion zu definieren. Die Faktoren, die den Wert während eines Experiments oder zwischen Experimenten ändern können, wie z. B. die Wassertemperatur, werden als. bezeichnet Variablen, während diejenigen, die gleich bleiben, wie die Erdbeschleunigung an einem bestimmten Ort, genannt werden Konstanten.

Experimentelle Konstanten sind Werte, die sich weder während noch zwischen den Experimenten ändern. Viele Naturkräfte und Eigenschaften, wie die Lichtgeschwindigkeit und das Atomgewicht von Gold, sind experimentelle Konstanten. In einigen Fällen kann eine Eigenschaft im Rahmen eines Experiments als konstant angesehen werden, obwohl sie sich technisch unter Umständen ändern kann. Der Siedepunkt von Wasser ändert sich mit der Höhe und die Erdbeschleunigung nimmt mit der Entfernung von der Erde ab, aber für Experimente an einem Ort können diese auch als Konstanten angesehen werden.

Die unabhängige Variable in einem Experiment ist die Variable, deren Wert der Wissenschaftler systematisch ändert, um zu sehen, welche Auswirkungen die Änderungen haben. Ein gut konzipiertes Experiment hat nur eine unabhängige Variable, um einen fairen Test aufrechtzuerhalten. Wenn der Experimentator zwei oder mehr Variablen ändern würde, wäre es schwieriger zu erklären, was die Änderungen in den experimentellen Ergebnissen verursacht hat. Jemand, der beispielsweise versucht herauszufinden, wie schnell Wasser kocht, könnte die Wassermenge oder die Heiztemperatur ändern, aber nicht beides.

Eine abhängige Variable ist das, was der Experimentator beobachtet, um den Effekt einer systematischen Variation der unabhängigen Variablen zu finden. Obwohl ein Experiment mehrere abhängige Variablen haben kann, ist es oft am klügsten, das Experiment auf eine abhängige Variable, damit die Beziehung zwischen ihr und der unabhängigen Variablen klar sein kann isoliert. In einem Experiment könnte beispielsweise untersucht werden, wie viel Zucker sich in einer bestimmten Wassermenge bei verschiedenen Temperaturen auflösen kann. Der Experimentator ändert systematisch die Temperatur (unabhängige Variable), um ihren Einfluss auf die Menge des gelösten Zuckers (abhängige Variable) zu sehen.

Eine kontrollierte Variable ist eine Variable, die sich ändern kann, die der Experimentator jedoch absichtlich konstant hält um die Beziehung zwischen der unabhängigen Variablen und der abhängigen Variablen klarer zu isolieren. Zum Beispiel ein Experiment, das die Beziehung zwischen der Menge an Sonnenlicht untersucht, die Pflanzen erhalten plants (unabhängige Variable) und wie groß sie werden (abhängige Variable) sollte keine der anderen sicherstellen Faktoren ändern sich. Der Experimentator sollte kontrollieren, wie viel Wasser die Pflanzen wann erhalten, in welche Art von Erde sie gepflanzt werden und so viele andere Variablen wie möglich.