Różnica między błędem losowym a błędem systematycznym

Błąd losowy a błąd systematyczny

Kiedy przeprowadzamy eksperyment w laboratorium, naszym głównym celem jest zminimalizowanie błędów i wykonanie go możliwie jak najdokładniej, aby uzyskać dobre wyniki. Istnieje jednak wiele sposobów występowania błędów. Chociaż staramy się wyeliminować wszystkie błędy, nie jest to możliwe. Zawsze występuje pewien stopień niedokładności. Jednym z powodów błędów może być sprzęt, którego używamy. Z czasem sprzęt ma tendencję do występowania błędów, co wpływa na pomiary. Czasami sprzęt jest przystosowany do pracy w pewnych warunkach środowiskowych, a gdy te warunki nie zostaną dostarczone, nie będzie działał dokładnie. Oprócz błędów sprzętowych mogą występować błędy u osób, które je obsługują. Szczególnie popełniamy błędy podczas dokonywania odczytów. Czasami, jeśli osoby wykonujące eksperyment nie mają doświadczenia, w metodach mogą występować różne błędy. Z drugiej strony błędy mogą wynikać z niewłaściwego materiału lub użytych reagentów. Chociaż nie jesteśmy w stanie wyeliminować wszystkich tych błędów w 100%, powinniśmy spróbować wyeliminować je w jak największym stopniu, aby zbliżyć wynik do rzeczywistych wyników. Czasami te błędy powodują, że nie otrzymujemy pomiarów ani wyników zgodnie z wartościami teoretycznymi. Kiedy dokonujemy pomiaru lub eksperymentu, próbujemy powtórzyć go kilka razy, aby zmniejszyć błąd. W przeciwnym razie, czasami zmieniając eksperymentator, zmieniając miejsce lub zmieniając używane wyposażenie i materiały, staramy się wykonywać te same eksperymenty kilka razy. Istnieją głównie dwa rodzaje błędów, które mogą wystąpić w eksperymencie. Są to błąd losowy i błąd systematyczny.

Błąd losowy

Jak sama nazwa wskazuje, losowe błędy są nieprzewidywalne. Są to błędy spowodowane nieznanymi i nieprzewidywalnymi zmianami w eksperymencie. Chociaż eksperymentator wykonuje ten sam eksperyment w ten sam sposób, używając tego samego sprzętu, a jeśli nie może uzyskać tego samego wyniku (ta sama liczba, jeśli jest to pomiar), jest to spowodowane przypadkowym błędem. Może to być w sprzęcie lub z powodu warunków środowiskowych. Na przykład, jeśli zmierzysz wagę kawałka żelaza za pomocą tej samej wagi i uzyskasz trzy różne wartości odczytu trzy razy, jest to błąd losowy. Aby zminimalizować błąd, można wykonać wiele takich samych pomiarów. Biorąc średnią wartość wszystkich, można uzyskać wartość zbliżoną do wartości rzeczywistej. Ponieważ błędy losowe mają rozkład normalny Gaussa, ta metoda uzyskiwania średniej daje dokładną wartość.

Błąd systematyczny

Błędy systematyczne są przewidywalne, a błąd ten będzie występował przy wszystkich odczytach. Są to powtarzalne błędy i zawsze są w tym samym kierunku. W przypadku eksperymentu błędy systemowe będą się utrzymywać przez cały czas trwania eksperymentu. Na przykład błąd systematyczny może być spowodowany niedokładną kalibracją przyrządu lub, jeśli użyjemy taśmy, która wydłużyła się z powodu użytkowania, do pomiaru długości, błąd będzie taki sam dla wszystkich pomiarów.