Bez obzira na to koliko ste pažljivi pri provođenju eksperimenata, vjerojatno će doći do eksperimentalne pogreške. Bez obzira na izazove svojstvene preciznom mjerenju ili probleme s vašom opremom, potpuno izbjegavanje pogrešaka gotovo je nemoguće. Kako bi se suprotstavili ovom pitanju, znanstvenici čine sve da kategoriziraju pogreške i kvantificiraju svaku nesigurnost u mjerenjima koja izvrše. Otkrivanje razlike između sustavnih i slučajnih pogrešaka ključni je dio učenja dizajniranja boljih eksperimenata i minimiziranja svih pogrešaka koje se provlače.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Sustavne pogreške obično proizlaze iz opreme koja nije pravilno kalibrirana. Svako mjerenje koje ćete poduzeti pogrešno će biti za isti iznos jer postoji problem s vašim mjernim uređajem. Slučajne pogreške su neizbježne i rezultat su poteškoća pri mjerenju ili pokušaju mjerenja veličina koje se vremenom mijenjaju. Te će pogreške fluktuirati, ali uglavnom se grupiraju oko prave vrijednosti.
Što je slučajna pogreška?
Slučajna pogreška opisuje pogreške koje fluktuiraju zbog nepredvidivosti ili nesigurnosti svojstvene vašem mjernom procesu ili varijacije količine koju pokušavate izmjeriti.
Na primjer, znanstvenik koji mjeri insekta pokušao bi postaviti insekta u nultu točku ravnala ili mjernog štapića, a vrijednost bi očitao na drugom kraju. Sam ravnalo vjerojatno će mjeriti samo do najbližeg milimetra, a to precizno očitavanje može biti teško. Možete podcijeniti stvarnu veličinu insekta ili je precijeniti na temelju toga koliko dobro čitate ljestvicu i prosudbe gdje se glava insekta zaustavlja. Kukac bi se također mogao lagano pomaknuti iz nultog položaja, a da vi to ne shvatite. Ponavljanje mjerenja više puta daje mnogo različitih rezultata zbog toga, ali oni bi se vjerojatno grupirali oko prave vrijednosti.
Slično tome, mjerenje veličine koja se mijenja iz trenutka u trenutak dovodi do slučajnih pogrešaka. Na primjer, brzina vjetra može pojačati i otpasti u različitim vremenskim trenucima. Ako napravite mjerenje jednu minutu, vjerojatno neće biti potpuno isto minutu kasnije. Opet, ponovljena mjerenja dovest će do rezultata koji variraju, ali se skupljaju oko prave vrijednosti.
Što je sustavna pogreška?
Sustavna pogreška je ona koja je posljedica stalnog problema i dovodi do stalne pogreške u vašim mjerenjima. Na primjer, ako je vaša mjerna traka razvučena, vaši će rezultati uvijek biti niži od prave vrijednosti. Slično tome, ako upotrebljavate ljestvice koje prethodno nisu postavljene na nulu, doći će do sustavne pogreške koja proizlazi iz pogreška u kalibraciji (npr. ako je stvarna težina 0 očitana kao 5 grama, 10 grama očitat će se kao 15, a 15 grama očitat će se kao 20).
Ostale razlike između sustavnih i slučajnih pogrešaka
Glavna razlika između sustavnih i slučajnih pogrešaka je u tome što slučajne pogreške dovode do kolebanja oko prave vrijednosti kao rezultat poteškoća u uzimanju mjerenja, dok sustavne pogreške dovode do predvidljivih i dosljednih odstupanja od prave vrijednosti zbog problema s kalibracijom vašeg oprema. To dovodi do dvije dodatne razlike koje vrijedi napomenuti.
Slučajne pogreške u osnovi su neizbježne, dok sustavne pogreške nisu. Znanstvenici ne mogu izvršiti savršena mjerenja, bez obzira na to koliko su vješti. Ako se količina koju mjerite razlikuje od trenutka do trenutka, ne možete se prestati mijenjati dok se vi mijenjate izvršite mjerenje i bez obzira koliko detaljna bila vaša skala, točno je čitanje i dalje predstavlja a izazov. Dobra vijest je da ponavljanje mjerenja više puta i uzimanje prosjeka učinkovito smanjuje ovaj problem.
Sustavne pogreške može biti teško uočiti. To je zato što će sve što izmjerite biti pogrešno za isti (ili sličan) iznos i možda nećete shvatiti da uopće postoji problem. Međutim, za razliku od slučajnih pogrešaka, one se često mogu potpuno izbjeći. Prije uporabe pravilno kalibrirajte svoju opremu, a sustavne pogreške bit će mnogo manje vjerojatne.