Toutes les expériences scientifiques comportent une erreur, il est donc important de connaître les types d’erreur et comment la calculer. (Image: NASA / GSFC / Chris Gunn) Les laboratoires scientifiques vous demandent généralement de comparer vos résultats avec des valeurs théoriques ou connues. Cela vous aide à évaluer vos résultats et à les comparer aux valeurs des autres. La différence entre vos résultats et les résultats attendus ou théoriques est appelée erreur., La quantité d’erreur acceptable dépend de l’expérience, mais une marge d’erreur de 10% est généralement considérée comme acceptable. S’il y a une grande marge d’erreur, il vous sera demandé de passer en revue votre procédure et d’identifier les erreurs que vous pourriez avoir commises ou les endroits où une erreur pourrait avoir été introduite. Vous devez donc connaître les différents types et sources d’erreur et comment les calculer.
comment calculer L’erreur absolue
une méthode de mesure de l’erreur consiste à calculer l’erreur absolue, également appelée incertitude absolue., Cette mesure de précision est rapportée à l’aide des unités de mesure. L’erreur absolue est simplement la différence entre la valeur mesurée et la valeur vraie et la valeur moyenne des données.
erreur absolue = valeur mesurée – valeur vraie
par exemple, si vous mesurez la gravité à 9,6 m/s2 et que la valeur vraie est de 9,8 m/s2, l’erreur absolue de la mesure est de 0,2 m / s2. Vous pouvez signaler l’erreur avec un signe, donc l’erreur absolue dans cet exemple pourrait être -0.2 m/s2.
certaines personnes considèrent l’erreur absolue comme une mesure de la précision de votre instrument de mesure., Si vous utilisez une règle qui rapporte la longueur au millimètre près, vous pouvez dire que l’erreur absolue de toute mesure prise avec cette règle est de 1 mm près ou (si vous êtes sûr que vous pouvez voir entre une marque et la suivante) à 0,5 mm près.
comment calculer L’erreur Relative
l’erreur Relative est basée sur la valeur d’erreur absolue. Il compare l’ampleur de l’erreur à l’ampleur de la mesure. Ainsi, une erreur de 0,1 kg peut être négligeable lorsque le poids d’une personne, mais assez terrible lors de la pesée d’une pomme., L’erreur Relative est une fraction, une valeur décimale ou un pourcentage.
erreur Relative = erreur absolue/valeur totale
par exemple, si votre compteur de vitesse indique que vous allez à 55 mph, lorsque vous allez vraiment à 58 mph, l’erreur absolue est de 3 mph / 58 mph ou 0,05, que vous pouvez multiplier de 100% pour donner 5%. Une erreur Relative peut être signalée avec un signe. Dans ce cas, le compteur de vitesse est éteint de -5% car la valeur enregistrée est inférieure à la valeur réelle.
étant donné que la définition d’erreur absolue est ambiguë, la plupart des rapports de laboratoire demandent un pourcentage d’erreur ou un pourcentage de différence.,
comment calculer le pourcentage D’erreur
le calcul d’erreur le plus courant est le pourcentage d’erreur, qui est utilisé lorsque vous comparez vos résultats à une valeur connue, théorique ou acceptée. Comme vous le devinez probablement à partir du nom, l’erreur de pourcentage est exprimée en pourcentage., C’est la différence absolue (sans signe négatif) entre votre valeur et la valeur acceptée, divisée par la valeur acceptée, multipliée par 100% pour donner le pourcentage:
% error = / accepted x 100%
comment calculer la différence de pourcentage
Un autre calcul d’erreur Il est utilisé lorsque vous comparez un résultat expérimental à un autre., Dans ce cas, aucun résultat n’est nécessairement meilleur qu’un autre, donc la différence en pourcentage est la valeur absolue (pas de signe négatif) de la différence entre les valeurs, divisée par la moyenne des deux nombres, multipliée par 100% pour donner un pourcentage:
% difference = / average x 100%
Sources et types d’erreur
chaque mesure expérimentale, quelle que soit la prudence avec laquelle vous la prenez, contient une certaine quantité d’incertitude ou d’erreur., Vous mesurez par rapport à une norme, en utilisant un instrument qui ne peut jamais parfaitement dupliquer la norme, en plus vous êtes humain, vous pouvez donc introduire des erreurs en fonction de votre technique. Les trois principales catégories d’erreurs sont les erreurs systématiques, les erreurs aléatoires et les erreurs personnelles. Voici ce que sont ces types d’erreurs et des exemples courants.
les Erreurs Systématiques
l’erreur Systématique affecte toutes les mesures que vous prenez. Toutes ces erreurs seront dans la même direction (supérieure ou inférieure à la valeur réelle) et vous ne pouvez pas les compenser en prenant des données supplémentaires.,
exemples d’erreurs systématiques
- Si vous oubliez de calibrer une balance ou si vous êtes un peu en retard dans l’étalonnage, toutes les mesures de masse seront élevées / basses de la même quantité. Certains instruments nécessitent un étalonnage périodique tout au long d’une expérience, il est donc bon de noter dans votre cahier de laboratoire si les étalonnages semblent avoir affecté les données.
- Un autre exemple est la mesure du volume en lisant un ménisque (parallaxe). Vous lisez probablement un ménisque exactement de la même manière à chaque fois, mais ce n’est jamais parfaitement correct., Une autre personne prenant la lecture peut prendre la même lecture, mais voir le ménisque sous un angle différent, obtenant ainsi un résultat différent. La parallaxe peut se produire dans d’autres types de mesures optiques, telles que celles prises avec un microscope ou un télescope.
- la dérive des instruments est une source d’erreur courante lors de l’utilisation d’instruments électroniques. Au fur et à mesure que les instruments se réchauffent, les mesures peuvent changer., D’autres erreurs systématiques courantes incluent l’hystérésis ou le temps de latence, soit liés à la réponse de l’instrument à un changement de conditions, soit liés aux fluctuations d’un instrument qui n’a pas atteint l’équilibre. Notez que certaines de ces erreurs systématiques sont progressives, de sorte que les données deviennent meilleures (ou pires) au fil du temps, il est donc difficile de comparer les points de données pris au début d’une expérience avec ceux pris à la fin. C’est pourquoi il est judicieux d’enregistrer les données séquentiellement, afin de pouvoir repérer les tendances progressives si elles se produisent., C’est aussi pourquoi il est bon de prendre des données en commençant par des échantillons différents à chaque fois (le cas échéant), plutôt que de toujours suivre la même séquence.
- ne pas tenir compte d’une variable qui s’avère importante est généralement une erreur systématique, bien qu’il puisse s’agir d’une erreur aléatoire ou d’une variable confondante. Si vous trouvez un facteur d’influence, il convient de le noter dans un rapport et peut conduire à d’autres expérimentations après avoir isolé et contrôlé cette variable.
erreurs aléatoires
les erreurs aléatoires sont dues à des fluctuations dans les conditions expérimentales ou de mesure., Habituellement, ces erreurs sont petites. Prendre plus de données tend à réduire l’effet des erreurs aléatoires.
exemples d’erreurs aléatoires
- Si votre expérience nécessite des conditions stables, mais un grand groupe de personnes piétinent dans la pièce pendant un ensemble de données, une erreur aléatoire sera introduite. Les courants d’air, les changements de température, les différences entre la lumière et l’obscurité et le bruit électrique ou magnétique sont autant d’exemples de facteurs environnementaux pouvant introduire des erreurs aléatoires.
- des erreurs physiques peuvent également se produire, car un échantillon n’est jamais complètement homogène., Pour cette raison, il est préférable de tester en utilisant différents emplacements d’un échantillon ou de prendre plusieurs mesures pour réduire le nombre d’erreurs.
- La résolution de L’Instrument est également considérée comme un type d’erreur aléatoire car la mesure est également probablement supérieure ou inférieure à la valeur réelle. Un exemple d’erreur de résolution consiste à prendre des mesures de volume avec un bécher par opposition à un cylindre gradué. Le bécher aura une plus grande quantité d’erreur que le cylindre.
- Une définition incomplète peut être une erreur systématique ou aléatoire, selon les circonstances., Quelle définition incomplète signifie qu’il peut être difficile pour deux personnes pour définir le point où la mesure est terminée. Par exemple, si vous mesurez de la longueur avec une corde élastique, vous devrez décider avec vos pairs quand la corde est suffisamment serrée sans l’étirer. Lors d’un titrage, si vous recherchez un changement de couleur, il peut être difficile de dire quand il se produit réellement.
erreurs personnelles
lors de la rédaction d’un rapport de laboratoire, vous ne devez pas citer « erreur humaine” comme source d’erreur. Vous devriez plutôt tenter d’identifier une erreur ou un problème spécifique., Une erreur personnelle courante est d’entrer dans une expérience avec un biais quant à savoir si une hypothèse sera soutenue ou rejetée. Une autre erreur personnelle courante est le manque d’expérience avec une pièce d’équipement, où vos mesures peuvent devenir plus précises et fiables après que vous savez ce que vous faites. Un autre type d’erreur personnelle est une simple erreur, où vous pourriez avoir utilisé une quantité incorrecte d’un produit chimique, chronométré une expérience de manière incohérente, ou sauté une étape dans un protocole.
