Ükskõik kui ettevaatlik olete eksperimentide läbiviimisel, on tõenäoliselt eksperimentaalne viga. Ükskõik, kas proovide täpse mõõtmisega kaasnevad probleemid või probleemid teie seadmetega on vea vältimine täielikult võimatu. Selle probleemi vastu võitlemiseks teevad teadlased kõik endast oleneva, et vigu kategoriseerida ja nende tehtud mõõtmiste ebakindlust kvantifitseerida. Süstemaatiliste ja juhuslike vigade vahelise erinevuse väljaselgitamine on parema katse kavandamise ja võimalike vigade minimeerimise õppimise põhiosa.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Süstemaatilised vead tulenevad tavaliselt seadmetest, mida pole õigesti kalibreeritud. Iga teie tehtud mõõtmine on sama summa võrra vale, kuna teie mõõteseadmega on probleem. Juhuslikke vigu on vältimatu ja need tulenevad raskustest mõõtmisel või proovimisel mõõta koguseid, mis sõltuvad ajast. Need vead kõiguvad, kuid koonduvad üldiselt tegeliku väärtuse ümber.
Mis on juhuslik viga?
Juhuslik viga kirjeldab vigu, mis kõikuvad teie mõõtmisprotsessile omase ettearvamatuse või määramatuse või mõõdetava koguse varieerumise tõttu.
Näiteks putukat mõõtev teadlane üritaks putukat paigutada joonlaua või mõõtepulga nullpunkti ja loeb väärtuse teisest otsast. Joonlaud ise mõõdab tõenäoliselt ainult millimeetri täpsusega ja selle täpne lugemine võib olla keeruline. Võite alahinnata putuka tegelikku suurust või seda üle hinnata, lähtudes sellest, kui hästi te skaalat lugesite, ja oma hinnangu põhjal, kus putuka pea peatub. Samuti võib putukas liikuda nii kergelt nullasendist, ilma et te sellest aru saaksite. Mõõtmise kordamine korduvalt annab seetõttu palju erinevaid tulemusi, kuid tõenäoliselt koonduksid need tegeliku väärtuse ümber.
Samamoodi viib hetkest teise muutuva suuruse mõõtmine juhusliku vea tekkimiseni. Näiteks võib tuule kiirus erinevatel ajahetkedel tõusta ja maha kukkuda. Kui võtate mõõtmise ühe minuti, pole see tõenäoliselt minut hiljem täpselt sama. Jällegi toovad korduvad mõõtmised tulemusi, mis kõikuvad, kuid koonduvad tegeliku väärtuse ümber.
Mis on süsteemne viga?
Süstemaatiline viga on see, mis tuleneb püsivast probleemist ja toob kaasa mõõtmistes järjekindla vea. Näiteks kui teie mõõdulint on välja venitatud, jäävad tulemused alati tegelikust väärtusest madalamaks. Samamoodi, kui kasutate skaalasid, mida ei ole eelnevalt nulli seatud, ilmneb süstemaatiline viga viga kalibreerimisel (nt kui tegelik kaal 0 on 5 grammi, loeb 10 grammi 15 ja 15 grammi 20).
Muud erinevused süstemaatiliste ja juhuslike vigade vahel
Peamine erinevus süstemaatiliste ja juhuslike vigade vahel on see, et juhuslikud vead põhjustavad raskuste võtmisel kõikumisi tegeliku väärtuse ümber mõõtmised, samas kui süstemaatilised vead toovad kaasa kalibreerimise probleemide tõttu prognoositava ja järjepideva kõrvalekaldumise tegelikust väärtusest seadmed. See toob kaasa kaks lisavahet, mida tasub tähele panna.
Juhuslikud vead on sisuliselt vältimatud, süstemaatilised vead aga mitte. Teadlased ei saa täiuslikke mõõtmisi teha, olenemata nende oskusest. Kui teie mõõdetav kogus on hetkiti erinev, ei saa te selle muutmise ajal ennast peatada tehke mõõtmine ja olenemata sellest, kui üksikasjalik teie skaala on, tekitab selle täpne lugemine ikkagi a väljakutse. Hea uudis on see, et mõõtmist mitu korda korrates ja keskmist võttes minimeeritakse see probleem tõhusalt.
Süstemaatilisi vigu võib olla raske märgata. Seda seetõttu, et kõik, mida mõõdate, on sama (või sarnase) summa võrra vale ja te ei pruugi üldse aru saada, et selles on probleem. Kuid erinevalt juhuslikest vigadest saab neid sageli täielikult vältida. Enne seadme kasutamist kalibreerige oma seade korralikult ja süstemaatilised vead on palju vähem tõenäolised.
