Het doel van een experiment is om de onderzoeker te helpen de relatie tussen twee delen van een natuurlijk proces of reactie te definiëren. De factoren die tijdens een experiment of tussen experimenten van waarde kunnen veranderen, zoals de watertemperatuur, worden genoemd variabelen, terwijl variabelen die hetzelfde blijven, zoals versnelling door zwaartekracht op een bepaalde locatie, worden genoemd constanten.
constanten
Experimentele constanten zijn waarden die niet veranderen tijdens of tussen experimenten. Veel natuurlijke krachten en eigenschappen, zoals de lichtsnelheid en het atoomgewicht van goud, zijn experimentele constanten. In sommige gevallen kan een eigenschap voor de doeleinden van een experiment als constant worden beschouwd, hoewel deze technisch onder bepaalde omstandigheden kan veranderen. Het kookpunt van water verandert met de hoogte en de versnelling als gevolg van de zwaartekracht neemt af met de afstand tot de aarde, maar voor experimenten op één locatie kunnen deze ook als constanten worden beschouwd.
Onafhankelijke variabele
De onafhankelijke variabele in een experiment is de variabele waarvan de wetenschapper de waarde systematisch verandert om te zien welk effect de veranderingen hebben. Een goed opgezet experiment heeft slechts één onafhankelijke variabele om een eerlijke test te behouden. Als de onderzoeker twee of meer variabelen zou veranderen, zou het moeilijker zijn om uit te leggen wat de veranderingen in de experimentele resultaten veroorzaakte. Iemand die bijvoorbeeld probeert te achterhalen hoe snel water kookt, kan het watervolume of de verwarmingstemperatuur veranderen, maar niet beide.
Afhankelijke variabele
Een afhankelijke variabele is wat de onderzoeker waarneemt om het effect te vinden van het systematisch variëren van de onafhankelijke variabele. Hoewel een experiment meerdere afhankelijke variabelen kan hebben, is het vaak het verstandigst om het experiment te concentreren op: één afhankelijke variabele zodat de relatie tussen deze en de onafhankelijke variabele duidelijk kan zijn geïsoleerd. Een experiment zou bijvoorbeeld kunnen onderzoeken hoeveel suiker bij verschillende temperaturen kan oplossen in een bepaalde hoeveelheid water. De onderzoeker verandert systematisch de temperatuur (onafhankelijke variabele) om het effect ervan op de hoeveelheid opgeloste suiker (afhankelijke variabele) te zien.
Controle
Een gecontroleerde variabele is een variabele die kan veranderen, maar die de onderzoeker opzettelijk constant houdt om de relatie tussen de onafhankelijke variabele en de afhankelijke variabele duidelijker te isoleren. Bijvoorbeeld een experiment dat de relatie onderzoekt tussen hoeveel zonlicht planten ontvangen plants (onafhankelijke variabele) en hoe groot ze worden (afhankelijke variabele) zou geen van de andere moeten verzekeren factoren veranderen. De onderzoeker moet bepalen hoeveel water de planten krijgen en wanneer, in welk type grond ze worden geplant en zoveel mogelijk andere variabelen.