Toate experimente științifice conține erori, deci e important să cunoască tipurile de eroare și cum să-l calcula. (Imagine: NASA/Gsfc/Chris Gunn)laboratoarele științifice vă cer de obicei să comparați rezultatele cu valorile teoretice sau cunoscute. Acest lucru vă ajută să evaluați rezultatele și să le comparați cu valorile altor persoane. Diferența dintre rezultatele dvs. și rezultatele așteptate sau teoretice se numește Eroare., Cantitatea de eroare acceptabilă depinde de experiment, dar o marjă de eroare de 10% este în general considerată acceptabilă. Dacă există o marjă mare de eroare, vi se va cere să treceți peste procedura dvs. și să identificați eventualele greșeli pe care le-ați făcut sau locurile în care ar fi putut fi introdusă eroarea. Deci, trebuie să cunoașteți diferitele tipuri și surse de eroare și cum să le calculați.
cum se calculează eroarea absolută
o metodă de măsurare a erorii este prin calcularea erorii absolute, care se mai numește și incertitudine absolută., Această măsură de precizie este raportată utilizând unitățile de măsură. Eroarea absolută este pur și simplu diferența dintre valoarea măsurată și valoarea reală sau valoarea medie a datelor.
eroare absolută = valoare măsurată-valoare adevărată
de exemplu, dacă măsurați gravitația ca fiind de 9,6 m/s2 și valoarea adevărată este de 9,8 m/s2, atunci eroarea absolută a măsurătorii este de 0,2 m/s2. Ați putea raporta eroarea cu un semn, astfel încât eroarea absolută din acest exemplu ar putea fi -0.2 m/s2.unii oameni consideră că eroarea absolută este o măsură a acurateței instrumentului de măsurare., Dacă utilizați o riglă care raportează lungime la cel mai apropiat milimetru, s-ar putea spune eroarea absolută de orice măsurare luate cu care domnitorul este la cel mai apropiat de 1 mm sau (dacă vă simțiți încrezător, puteți vedea între o marcă și următoarele) la cel mai apropiat 0,5 mm.
Cum de a Calcula Eroarea Relativă
eroare Relativă se bazează pe eroarea absolută valoare. Compară cât de mare este eroarea cu magnitudinea măsurătorii. Deci, o eroare de 0,1 kg ar putea fi nesemnificativă atunci când cântărește o persoană, dar destul de teribilă atunci când cântărește un măr., Eroarea relativă este o fracție, o valoare zecimală sau un procent.
Eroare Relativă = Eroare Absolută / Valoare Totală
De exemplu, dacă vitezometru spune că aveți de gând 55 mph, atunci când sunteți cu adevărat de gând 58 km / h, eroarea absolută este de 3 mph / 58 km / h sau 0.05, care puteau fi mai multe de 100% la 5%. Eroarea relativă poate fi raportată cu un semn. În acest caz, Vitezometrul este oprit cu -5%, deoarece valoarea înregistrată este mai mică decât valoarea reală.deoarece definiția absolută a erorii este ambiguă, majoritatea rapoartelor de laborator solicită eroare procentuală sau diferență procentuală.,
cum se calculează eroarea procentuală
cel mai frecvent calcul de eroare este eroarea procentuală, care este utilizată la compararea rezultatelor cu o valoare cunoscută, teoretică sau acceptată. După cum probabil ghiciți din nume, eroarea procentuală este exprimată ca procent., Este absolută (fără semn negativ) diferența dintre valoarea ta și a acceptat valoare, împărțit de către acceptat valoare, înmulțit cu 100% pentru a da la sută:
% eroare = / acceptate x 100%
Cum de a Calcula Diferența de Procente
o Altă comună eroare de calcul se numește diferența de procente. Acesta este utilizat atunci când se compară un rezultat experimental la altul., În acest caz, rezultatul nu este neapărat mai bună decât alta, astfel încât diferența de procente este valoarea absolută (fără semn negativ) din diferența între valorile, împărțit la media celor două numere, înmulțit cu 100% pentru a da un procent:
% diferenta = / medie x 100%
Surse și Tipuri de Eroare
Fiecare experimentale de măsurare, indiferent de cât de atent ai lua-o, conține o anumită cantitate de incertitudine sau de eroare., Sunteți de măsurare împotriva unui standard, folosind un instrument care nu poate duplica perfect standardul, plus esti om, astfel încât s-ar putea introduce erori bazate pe tehnica ta. Cele trei categorii principale de erori sunt erorile sistematice, erorile aleatorii și erorile personale. Iată care sunt aceste tipuri de erori și exemple comune.
erori sistematice
eroarea sistematică afectează toate măsurătorile pe care le faceți. Toate aceste erori vor fi în aceeași direcție (mai mare sau mai mică decât valoarea reală) și nu le puteți compensa luând date suplimentare.,
Exemple de erori sistematice
- dacă uitați să calibrați un echilibru sau sunteți oprit un pic în calibrare, toate măsurătorile de masă vor fi ridicate/scăzute cu aceeași cantitate. Unele instrumente necesită calibrare periodică pe parcursul unui experiment, așa că este bine să faceți o notă în notebook-ul dvs. de laborator pentru a vedea dacă calibrările par să fi afectat datele.
- un alt exemplu este măsurarea volumului prin citirea unui menisc (paralaxă). Probabil ați citit un menisc Exact la fel de fiecare dată, dar nu este niciodată perfect corect., O altă persoană care ia lectura poate lua aceeași lectură, dar vezi meniscul dintr-un unghi diferit, obținând astfel un rezultat diferit. Paralaxa poate apărea în alte tipuri de măsurători optice, cum ar fi cele luate cu un microscop sau telescop.
- driftul instrumentului este o sursă comună de eroare atunci când se utilizează instrumente electronice. Pe măsură ce instrumentele se încălzesc, măsurătorile se pot schimba., Alte erori sistematice comune includ histerezisul sau timpul de întârziere, fie legate de răspunsul instrumentului la o schimbare a condițiilor, fie legate de fluctuațiile unui instrument care nu a atins echilibrul. Rețineți că unele dintre aceste erori sistematice sunt progresive, astfel încât datele devin mai bune (sau mai rele) în timp, deci este greu să comparați punctele de date luate la începutul unui experiment cu cele luate la sfârșit. Acesta este motivul pentru care este o idee bună să înregistrați datele secvențial, astfel încât să puteți observa tendințele treptate dacă apar., Acesta este și motivul pentru care este bine să luați date începând cu specimene diferite de fiecare dată (dacă este cazul), mai degrabă decât să urmați întotdeauna aceeași secvență.
- nu contabilizarea unei variabile care se dovedește a fi importantă este de obicei o eroare sistematică, deși ar putea fi o eroare aleatorie sau o variabilă confuză. Dacă găsiți un factor de influență, merită menționat într-un raport și poate duce la experimentarea ulterioară după izolarea și controlul acestei variabile.
erori aleatorii
erorile aleatorii se datorează fluctuațiilor condițiilor experimentale sau de măsurare., De obicei, aceste erori sunt mici. Luarea mai multor date tinde să reducă efectul erorilor aleatorii.dacă experimentul dvs. necesită condiții stabile, dar un grup mare de oameni trec prin cameră în timpul unui set de date, va fi introdusă o eroare aleatorie. Proiectele, schimbările de temperatură, diferențele de lumină/întuneric și zgomotul electric sau magnetic sunt toate exemple de factori de mediu care pot introduce erori aleatorii.
erori personale
când scrieți un raport de laborator, nu trebuie să citați „eroarea umană” ca sursă de eroare. Mai degrabă, ar trebui să încercați să identificați o greșeală sau o problemă specifică., O eroare personală comună este de a merge într-un experiment cu o prejudecată despre dacă o ipoteză va fi susținută sau respinge. O altă eroare personală comună este lipsa de experiență cu un echipament, unde măsurătorile dvs. pot deveni mai precise și mai fiabile după ce știți ce faceți. Un alt tip de eroare personală este o greșeală simplă, în care s-ar putea să fi folosit o cantitate incorectă de substanță chimică, să fi cronometrat un experiment în mod inconsecvent sau să fi omis un pas într-un protocol.
