Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Hvad er tilfældig fejl?
- Hvad er systematisk fejl?
- Andre forskelle mellem systematiske og tilfældige fejl
Uanset hvor forsigtig du er, når du udfører eksperimenter, vil der sandsynligvis være en eksperimentel fejl. Uanset om det er umuligt at undgå fejl helt uanset om det er gennem de udfordringer, der følger med at tage målingerne nøjagtigt eller problemer med dit udstyr. For at modvirke dette problem gør forskere deres bedste for at kategorisere fejl og kvantificere enhver usikkerhed i målinger, de foretager. At finde ud af forskellen mellem systematiske og tilfældige fejl er en vigtig del af at lære at designe bedre eksperimenter og minimere eventuelle fejl, der kryber igennem.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Systematiske fejl skyldes normalt udstyr, der ikke er korrekt kalibreret. Hver måling, du foretager, vil være forkert med den samme mængde, fordi der er et problem med din måleenhed. Tilfældige fejl er uundgåelige og skyldes vanskeligheder ved målinger eller forsøg på at måle mængder, der varierer med tiden. Disse fejl vil svinge, men generelt klynge sig omkring den sande værdi.
Hvad er tilfældig fejl?
Tilfældig fejl beskriver fejl, der svinger på grund af uforudsigeligheden eller usikkerheden i din måleproces eller variationen i den mængde, du prøver at måle.
En videnskabsmand, der måler et insekt, for eksempel, ville forsøge at placere insektet i nulpunktet for en lineal eller målepind og læse værdien i den anden ende. Linealen måler sandsynligvis kun ned til den nærmeste millimeter, og det kan være vanskeligt at læse dette med præcision.Du kan undervurdere den sande størrelse af insektet eller overvurdere det, baseret på hvor godt du læser skalaen og din vurdering af, hvor insektets hoved stopper. Insektet bevæger sig muligvis også nogensinde lidt fra nulstillingen uden at du er klar over det. Gentagelse af målingen flere gange giver mange forskellige resultater på grund af dette, men de vil sandsynligvis klynge sig omkring den sande værdi.
Tilsvarende fører måling af en mængde, der ændrer sig fra øjeblik til øjeblik, til tilfældig fejl. Vindhastighed kan for eksempel hente og falde af på forskellige tidspunkter. Hvis du tager et mål et minut, vil det sandsynligvis ikke være nøjagtigt det samme et minut senere. Igen vil gentagne målinger føre til resultater, der svinger, men klynger sig omkring den sande værdi.
Hvad er systematisk fejl?
En systematisk fejl er en, der er resultatet af et vedvarende problem og fører til en konsekvent fejl i dine målinger. For eksempel, hvis dit målebånd er strækket ud, vil dine resultater altid være lavere end den sande værdi. Tilsvarende, hvis du bruger skalaer, der ikke er indstillet til nul på forhånd, vil der være en systematisk fejl, der skyldes fejlen i kalibreringen (f.eks. Hvis en ægte vægt på 0 læser som 5 gram, vil 10 gram læse som 15 og 15 gram læses som 20).
Andre forskelle mellem systematiske og tilfældige fejl
Den største forskel mellem systematiske og tilfældige fejl er, at tilfældige fejl fører til svingninger omkring den sande værdi som et resultat af vanskeligheder ved målinger, mens systematiske fejl fører til forudsigelige og konsistente afvigelser fra den sande værdi på grund af problemer med kalibrering af dit udstyr. Dette fører til to ekstra forskelle, der er værd at bemærke.
Tilfældige fejl er i det væsentlige uundgåelige, mens systematiske fejl ikke er det. Forskere kan ikke tage perfekte målinger, uanset hvor dygtige de er. Hvis den mængde, du måler, varierer fra øjeblik til øjeblik, kan du ikke stoppe med at ændre, mens du foretager målingen, og uanset hvor detaljeret din skala er, er det stadig en udfordring at læse den nøjagtigt. Den gode nyhed er, at gentagelse af din måling flere gange og tager gennemsnittet effektivt minimerer dette problem.
Systematiske fejl kan være vanskelige at få øje på. Dette skyldes, at alt, hvad du måler, vil være forkert med det samme (eller et lignende) beløb, og du muligvis ikke er klar over, at der overhovedet er et problem. I modsætning til tilfældige fejl kan de dog ofte undgås helt. Kalibrer dit udstyr korrekt, inden du bruger det, og systematiske fejl er meget mindre sandsynlige.