Ne glede na to, kako previdni ste pri izvajanju poskusov, bo verjetno prišlo do poskusne napake. Ne glede na izzive, ki so značilni za natančno merjenje, ali težave z opremo, se izogibanje napakam skorajda ne da. Da bi preprečili to težavo, si znanstveniki po svojih najboljših močeh prizadevajo za kategorizacijo napak in količinsko opredelitev morebitne negotovosti pri meritvah, ki jih opravijo. Ugotovitev razlike med sistematičnimi in naključnimi napakami je ključni del učenja oblikovanja boljših eksperimentov in zmanjševanja morebitnih napak, ki se prikradejo.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Sistematske napake so običajno posledica opreme, ki ni pravilno umerjena. Vsaka meritev bo napačna za enak znesek, ker je težava z vašo merilno napravo. Naključnim napakam se ni mogoče izogniti in so posledica težav pri merjenju ali poskusu merjenja količin, ki se spreminjajo s časom. Te napake bodo nihale, vendar se na splošno združujejo okoli resnične vrednosti.
Kaj je naključna napaka?
Naključna napaka opisuje napake, ki nihajo zaradi nepredvidljivosti ali negotovosti, značilne za vaš postopek merjenja, ali spremembe količine, ki jo želite izmeriti.
Znanstvenik, ki je na primer meril žuželko, bi poskušal žuželko postaviti na ničelno točko ravnila ali merilne palice, vrednost pa prebral na drugem koncu. Vladar sam bo verjetno meril le do najbližjega milimetra in natančno branje tega je lahko težavno. Lahko podcenite resnično velikost žuželke ali jo precenite glede na to, kako dobro ste prebrali lestvico in svojo presojo, kje se glava žuželke ustavi. Žuželka se lahko tudi tako malo premakne iz ničelnega položaja, ne da bi se tega zavedali. Večkratno ponavljanje meritev daje zaradi tega veliko različnih rezultatov, vendar bi se verjetno združili okoli prave vrednosti.
Podobno merjenje količine, ki se spreminja od trenutka do trenutka, vodi do naključnih napak. Hitrost vetra, na primer, se lahko v različnih trenutkih poveča in pade. Če merite eno minuto, verjetno minuto kasneje ne bo popolnoma več. Ponovne meritve bodo spet privedle do rezultatov, ki nihajo, vendar se združujejo okoli resnične vrednosti.
Kaj je sistematična napaka?
Sistematična napaka je tista, ki je posledica stalne težave in vodi do stalne napake v vaših meritvah. Na primer, če je bil vaš merilni trak raztegnjen, bodo vaši rezultati vedno nižji od prave vrednosti. Podobno, če uporabljate lestvice, ki predhodno niso bile nastavljene na nič, bo sistemska napaka posledica napaka pri umerjanju (npr. če je dejanska teža 0 5 gramov, bo 10 gramov 15, 15 gramov pa 20).
Druge razlike med sistematičnimi in naključnimi napakami
Glavna razlika med sistematičnimi in naključnimi napakami je v tem, da naključne napake povzročajo nihanja okoli prave vrednosti zaradi težav pri sprejemanju meritve, medtem ko sistematične napake vodijo do predvidljivih in doslednih odstopanj od prave vrednosti zaradi težav s kalibracijo vašega opremo. To vodi do dveh dodatnih razlik, ki sta vredni pozornosti.
Naključnim napakam se v bistvu ni mogoče izogniti, sistematičnim pa se ne. Znanstveniki ne morejo izvesti popolnih meritev, ne glede na to, kako spretni so. Če se količina, ki jo merite, od trenutka do trenutka spreminja, se med vami ne morete nehati spreminjati opravite meritev in ne glede na to, kako podrobna je vaša lestvica, natančno branje še vedno predstavlja a izziv. Dobra novica je, da ponavljanje meritev večkrat in upoštevanje povprečja to težavo učinkovito zmanjša.
Sistematične napake je morda težko opaziti. To je zato, ker bo vse, kar izmerite, z enakim (ali podobnim) zneskom narobe in morda se ne zavedate, da sploh obstaja težava. Vendar se jim je za razliko od naključnih napak pogosto mogoče povsem izogniti. Pred uporabo pravilno kalibrirajte svojo opremo, sistematske napake pa bodo veliko manj verjetne.