Indiferent cât de atent ești atunci când desfășori experimente, probabil că va apărea o eroare experimentală. Fie că este vorba de provocările inerente de a lua măsurătorile cu precizie sau de problemele cu echipamentul dvs., evitarea erorilor este aproape imposibilă. Pentru a contracara această problemă, oamenii de știință fac tot posibilul să clasifice erorile și să cuantifice orice incertitudine în măsurătorile pe care le fac. Găsirea diferenței dintre erorile sistematice și aleatorii este o parte esențială a învățării de a proiecta experimente mai bune și de a minimiza orice erori care se strecoară.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Erorile sistematice rezultă de obicei din echipamente care nu sunt calibrate corect. Fiecare măsurătoare pe care o luați va fi greșită cu aceeași cantitate, deoarece există o problemă cu dispozitivul dvs. de măsurare. Erorile aleatorii sunt inevitabile și rezultă din dificultăți de măsurare sau încercarea de a măsura cantități care variază în funcție de timp. Aceste erori vor fluctua, dar în general se vor grupa în jurul valorii adevărate.
Ce este o eroare aleatorie?
Eroarea aleatorie descrie erorile care fluctuează din cauza imprevizibilității sau incertitudinii inerente procesului dvs. de măsurare sau a variației cantității pe care încercați să o măsurați.
Un om de știință care măsoară o insectă, de exemplu, ar încerca să poziționeze insecta în punctul zero al unei rigle sau a unui baston de măsurare și ar citi valoarea la celălalt capăt. Rigla în sine va măsura probabil doar până la cel mai apropiat milimetru, iar citirea cu precizie poate fi dificilă. Puteți subestima adevărata dimensiune a insectei sau să o supraestimați, în funcție de cât de bine citiți cântarul și judecata dvs. cu privire la locul unde se oprește capul insectei. De asemenea, insecta s-ar putea mișca atât de ușor din poziția zero, fără să vă dați seama. Repetarea măsurătorii de mai multe ori produce multe rezultate diferite din această cauză, dar probabil că s-ar strânge în jurul valorii reale.
În mod similar, luarea măsurătorilor unei cantități care se schimbă din moment în moment duce la erori aleatorii. Viteza vântului, de exemplu, poate crește și cădea în diferite momente din timp. Dacă luați o măsurătoare un minut, probabil că nu va fi exact la fel un minut mai târziu. Din nou, măsurătorile repetate vor duce la rezultate care fluctuează, dar se agrupează în jurul valorii reale.
Ce este eroarea sistematică?
O eroare sistematică este cea care rezultă dintr-o problemă persistentă și duce la o eroare consecventă în măsurătorile dvs. De exemplu, dacă banda de măsurare a fost întinsă, rezultatele vor fi întotdeauna mai mici decât valoarea reală. În mod similar, dacă utilizați scale care nu au fost setate la zero în prealabil, va apărea o eroare sistematică care rezultă din greșeală în calibrare (de exemplu, dacă o greutate reală de 0 citește 5 grame, 10 grame vor citi ca 15 și 15 grame vor citi ca 20).
Alte diferențe între erorile sistematice și aleatorii
Principala diferență între erorile sistematice și erorile aleatorii este că erorile aleatorii duc la fluctuații în jurul valorii adevărate ca urmare a dificultății de a lua măsurători, în timp ce erorile sistematice duc la abateri previzibile și consistente de la valoarea reală din cauza problemelor cu calibrarea aparatului echipament. Acest lucru duce la două diferențe suplimentare care merită remarcate.
Erorile aleatorii sunt în esență inevitabile, în timp ce erorile sistematice nu. Oamenii de știință nu pot lua măsurători perfecte, oricât de pricepuți ar fi. Dacă cantitatea pe care o măsurați variază de la un moment la altul, nu o puteți face să nu se mai schimbe în timp ce dvs. luați măsurarea și, indiferent cât de detaliată este scala dvs., citirea cu precizie reprezintă totuși un provocare. Vestea bună este că repetarea măsurătorilor dvs. de mai multe ori și luarea medie eficientă minimizează această problemă.
Erorile sistematice pot fi dificil de identificat. Acest lucru se datorează faptului că tot ceea ce măsurați va fi greșit cu aceeași (sau o sumă similară) și este posibil să nu vă dați seama că există deloc o problemă. Cu toate acestea, spre deosebire de erorile aleatorii, acestea pot fi adesea evitate cu totul. Calibrați echipamentul în mod corespunzător înainte de a-l utiliza, iar erorile sistematice vor fi mult mai puțin probabile.