Kaikki tieteen kokeita sisältää virheen, niin se on tärkeää tietää, minkä tyyppisiä virhe ja miten laskea sitä. (Kuva: NASA/GSFC/Chris Gunn)Science labs pyytää yleensä vertaamaan tuloksia teoreettisiin tai tunnettuihin arvoihin. Näin voit arvioida tuloksiasi ja vertailla niitä muiden ihmisten arvoihin. Eroa tulosten ja odotettujen tai teoreettisten tulosten välillä kutsutaan virheeksi., Hyväksyttävissä oleva virhemäärä riippuu kokeilusta, mutta 10 prosentin virhemarginaalia pidetään yleisesti hyväksyttävänä. Jos virhemarginaali on suuri, sinua pyydetään käymään läpi menettelysi ja tunnistamaan mahdolliset tekemäsi virheet tai paikat, joissa virhe on voitu ottaa käyttöön. Joten, sinun täytyy tietää eri tyypit ja lähteet virheen ja miten laskea ne.
Miten Laskea Absoluuttinen Virhe
Yksi tapa mitata virhe on laskemalla absoluuttinen virhe, jota kutsutaan myös absoluuttinen epävarmuus., Tämä tarkkuusmittaus ilmoitetaan mittayksiköillä. Absoluuttinen virhe on yksinkertaisesti mitatun arvon ja joko tietojen todellisen arvon tai keskiarvon välinen ero.
absoluuttinen virhe = mitattu arvo – oikea arvo
esimerkiksi, jos voit mitata painovoima on 9.6 m/s2 ja todellinen arvo on 9,8 m/s2, niin absoluuttinen virhe mittaus on 0,2 m/s2. Virheestä voisi ilmoittaa kyltillä, joten absoluuttinen virhe tässä esimerkissä voisi olla -0,2 m / s2.
jotkut pitävät absoluuttista virhettä mittarina siitä, kuinka tarkka mittalaite on., Jos olet käyttäen hallitsija, joka raportoi pituus lähimpään millimetrin, voisi sanoa absoluuttinen virhe mittausta on otettu, että hallitsija on lähimpään 1 mm tai (jos olet varma, voit nähdä välillä yksi merkki ja seuraava) lähimpään 0,5 mm.
Miten Lasketaan Suhteellinen Virhe
Suhteellinen virhe perustuu absoluuttinen virhe arvoa. Siinä verrataan, kuinka suuri virhe on mittauksen suuruuteen. Eli 0,1 kilon virhe voi olla merkityksetön ihmisen punnituksessa, mutta melko hirveä omenan punnituksessa., Suhteellinen virhe on murto-osa, desimaaliarvo tai prosentti.
Suhteellinen Virhe = Absoluuttinen Virhe / Yhteensä Arvo
esimerkiksi, jos nopeusmittari sanoo aiot 55 mph, kun olet todella menossa 58 mph, absoluuttinen virhe on 3 mph / 58 mph tai 0,05, joka voisi useita 100% antaa 5%. Suhteellinen virhe voidaan ilmoittaa kyltillä. Tällöin nopeusmittari on pois päältä -5%, koska kirjattu arvo on pienempi kuin todellinen arvo.
Koska absoluuttinen virhe määritelmä on epäselvä, useimmat lab raportit kysyä virhe prosenttia tai prosentin ero.,
Miten Laskea Prosentin Virhe
yleisin virhe laskelmassa on virhe prosenttia, jota käytetään silloin, kun verrataan tuloksia vastaan tiedossa, teoreettinen, tai hyväksytty arvo. Kuten nimestä luultavasti arvaat, prosenttivirhe ilmaistaan prosentteina., Se on ehdoton (ei negatiivinen) ero oman arvon ja hyväksytty arvo, jaettuna hyväksytty arvo, kerrottuna 100% antaa prosenttia:
% virhe = / hyväksytty x 100%
Miten Laskea Prosentin Ero
Toinen yleinen virhe laskennassa on nimeltään prosentin ero. Sitä käytetään, kun verrataan kokeellista tulosta toiseen., Tässä tapauksessa, mikään tulos ei ole välttämättä parempi kuin toinen, joten prosentuaalinen ero on absoluuttinen arvo (negatiivinen) ero arvot, jaettuna keskimäärin kaksi numeroa, kerrottuna 100% antaa prosentteina:
% – ero = / keskiarvo x 100%
Lähteet ja Tyypit Virhe
Jokainen kokeellinen mittaus, ei väliä kuinka huolellisesti voit ottaa sen, sisältää jonkin verran epävarmuutta tai virhe., Olet mittaamalla vastaan standardi, käyttäen väline, joka ei voi koskaan täysin kopioida standardin, plus olet ihminen, joten saatat esitellä virheitä perustuu tekniikkaan. Kolme tärkeintä virheluokkaa ovat systemaattiset virheet, satunnaisvirheet ja henkilökohtaiset virheet. Tällaisia virheitä ja yleisiä esimerkkejä on tässä.
systemaattiset virheet
Systemaattinen virhe vaikuttaa kaikkiin tekemiisi mittauksiin. Kaikki nämä virheet ovat samaan suuntaan (suurempi tai pienempi kuin todellinen arvo) ja et voi korvata niitä ottamalla lisää tietoa.,
Esimerkkejä Systemaattiset Virheet
- Jos et unohda kalibroida tasapaino tai olet pois hieman kalibrointi, kaikki massa mittaukset on korkea/alhainen saman verran. Joitakin välineitä vaativat säännöllistä kalibrointia koko aikana kokeilu, joten se on hyvä tehdä huomautus oman lab notebook nähdä, onko kalibroinnit näyttää vaikuttaneen tiedot.
- toinen esimerkki on tilavuuden mittaaminen meniskusta (parallaksi) lukemalla. Olet todennäköisesti lukenut nivelkierukan täsmälleen samalla tavalla joka kerta, mutta se ei ole koskaan täysin oikea., Toinen henkilö ottaa käsittelyyn voi ottaa saman käsittelyn, mutta näkymä meniskin eri näkökulmasta, ja näin saada erilaisia tuloksia. Parallaksia voi esiintyä muunlaisissa optisissa mittauksissa, kuten mikroskoopilla tai kaukoputkella otetuissa mittauksissa.
- instrumentin ajautuminen on yleinen virhelähde elektronisia instrumentteja käytettäessä. Instrumenttien lämmetessä mittaukset saattavat muuttua., Muut yhteiset systemaattiset virheet ovat hystereesi-tai viive, joko liittyvät väline vastaus muuttaa ehtoja tai jotka liittyvät vaihtelut väline, joka ei ole saavuttanut tasapainon. Huomautus jotkin näistä systemaattiset virheet ovat progressiivisia, joten tietojen tulee parempi (tai huonompi) ajan, joten on vaikea vertailla tietoja pistettä otetaan alussa kokeilu, jossa ne otetaan lopussa. Siksi on hyvä tallentaa tietoja peräkkäin, jotta voit havaita asteittainen suuntauksia, jos ne tapahtuvat., Tämän vuoksi on myös hyvä ottaa tietoja alkaen eri näytteistä joka kerta (tarvittaessa), eikä aina noudattaa samaa sekvenssiä.
- Ole kirjanpito-muuttuja, joka osoittautuu tärkeää on yleensä systemaattinen virhe, vaikka se voisi olla satunnainen virhe tai sekoittava muuttuja. Jos löydät vaikuttava tekijä, se on syytä huomata, raportin ja voi johtaa edelleen kokeilujen jälkeen eristää ja valvoa tämän muuttujan.
Satunnaisvirheet
Satunnaisvirheet johtuvat kokeellisten tai mittausolosuhteiden vaihteluista., Yleensä nämä virheet ovat pieniä. Kun enemmän tietoa pyrkii vähentämään satunnaisten virheiden vaikutusta.
Esimerkkejä Satunnaisia Virheitä
- Jos kokeilu edellyttää vakaita oloja, mutta suuri joukko ihmisiä marssia läpi huoneen aikana yksi tietojoukko, satunnainen virhe otetaan käyttöön. Luonnokset, lämpötilamuutokset, valon/pimeyden erot sekä sähkö-tai magneettimelu ovat kaikki esimerkkejä ympäristötekijöistä, jotka voivat aiheuttaa satunnaisia virheitä.
- fyysisiä virheitä voi myös esiintyä, koska näyte ei ole koskaan täysin homogeeninen., Tästä syystä, se on parasta testata käyttämällä eri paikoissa näyte tai ottaa useita mittauksia vähentää virhe.
- Väline resoluutio pidetään myös eräänlainen satunnainen virhe, koska mittaus on yhtä todennäköisesti suurempi tai pienempi kuin todellinen arvo. Esimerkki resoluutiovirheestä on tilavuusmittausten ottaminen dekantterilasiin verrattuna. Dekantterilasi on suurempi virhe kuin sylinteri.
- Epätäydellinen määritelmä voi olla systemaattinen tai satunnainen virhe, olosuhteista riippuen., Epätäydellinen määritelmä tarkoittaa sitä, että kahden ihmisen voi olla vaikea määritellä mittauspistettä. Jos mittaat esimerkiksi pituutta elastisella narulla,sinun on päätettävä ikätovereidesi kanssa, milloin naru on riittävän tiukka venyttämättä sitä. Titrauksen aikana, jos etsit värimuutosta, voi olla vaikea sanoa, milloin se todella tapahtuu.
Henkilökohtaisia Virheitä
Kun kirjoitat raportin, sinun ei pitäisi mainita ”inhimillinen virhe”, kuten lähde virhe. Sen sijaan sinun pitäisi yrittää tunnistaa tietty virhe tai ongelma., Yksi yhteinen henkilökohtainen virhe on menossa kokeilu, jossa harhaa siitä, onko hypoteesi tukee tai torjuu. Toinen yleinen henkilökohtainen virhe on kokemuksen puute laite, jossa mittaukset voi tulla enemmän tarkka ja luotettava, kun tiedät mitä olet tekemässä. Toinen tyyppi henkilökohtainen virhe on yksinkertainen virhe, jossa olet saattanut käyttää virheellinen määrä kemiallisia, ajastettu kokeilu epäjohdonmukaisesti tai ohitetaan vaihe pöytäkirjassa.
