Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Wat is een willekeurige fout?
- Wat is een systematische fout?
- Andere verschillen tussen systematische en willekeurige fouten
Hoe voorzichtig u ook bent bij het uitvoeren van experimenten, er is waarschijnlijk een experimentele fout. Of het nu gaat om de uitdagingen die inherent zijn aan het nauwkeurig meten of problemen met uw apparatuur, het vermijden van fouten is vrijwel onmogelijk. Om dit probleem op te lossen, doen wetenschappers hun best om fouten te categoriseren en eventuele onzekerheden in metingen die ze maken te kwantificeren. Het verschil ontdekken tussen systematische en willekeurige fouten is een belangrijk onderdeel van het leren om betere experimenten te ontwerpen en eventuele fouten die er doorheen kruipen te minimaliseren.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Systematische fouten zijn meestal het gevolg van apparatuur die niet correct is gekalibreerd. Elke meting die u uitvoert, is met dezelfde hoeveelheid onjuist omdat er een probleem is met uw meetapparaat. Willekeurige fouten zijn onvermijdelijk en zijn het gevolg van moeilijkheden bij het uitvoeren van metingen of het proberen te meten van hoeveelheden die variëren in de tijd. Deze fouten zullen fluctueren, maar zijn meestal geclusterd rond de werkelijke waarde.
Wat is een willekeurige fout?
Willekeurige fout beschrijft fouten die fluctueren vanwege de onvoorspelbaarheid of onzekerheid die inherent is aan uw meetproces of de variatie in de hoeveelheid die u probeert te meten.
Een wetenschapper die bijvoorbeeld een insect meet, probeert het insect op het nulpunt van een liniaal of meetstok te plaatsen en de waarde aan het andere uiteinde te lezen. De liniaal zelf zal waarschijnlijk alleen tot op de millimeter nauwkeurig meten en dit nauwkeurig lezen kan moeilijk zijn.U kunt de ware grootte van het insect onderschatten of overschatten, op basis van hoe goed u de schaal leest en uw oordeel over waar de kop van het insect stopt. Het insect kan ook zo weinig bewegen vanuit de nulpositie zonder dat u het beseft. Meerdere keren herhalen van de meting levert hierdoor veel verschillende resultaten op, maar ze zouden waarschijnlijk rond de werkelijke waarde clusteren.
Evenzo leidt het nemen van metingen van een hoeveelheid die van moment tot moment verandert tot een willekeurige fout. Windsnelheid kan bijvoorbeeld op verschillende tijdstippen aantrekken en afnemen. Als u één minuut een meting uitvoert, is deze waarschijnlijk een minuut later niet precies hetzelfde. Nogmaals, herhaalde metingen zullen leiden tot fluctuerende resultaten rond de werkelijke waarde.
Wat is een systematische fout?
Een systematische fout is een fout die het gevolg is van een hardnekkig probleem en leidt tot een consistente fout in uw metingen. Als uw meetlint bijvoorbeeld is uitgerekt, zijn uw resultaten altijd lager dan de werkelijke waarde. Evenzo, als u schalen gebruikt die niet vooraf op nul zijn ingesteld, is er een systematische fout als gevolg van de fout in de kalibratie (bijvoorbeeld, als een echt gewicht van 0 als 5 gram staat, zal 10 gram lezen als 15 en 15 gram worden gelezen als 20).
Andere verschillen tussen systematische en willekeurige fouten
Het belangrijkste verschil tussen systematische en willekeurige fouten is dat willekeurige fouten leiden tot schommelingen rond de werkelijke waarde als gevolg van moeilijkheidsmetingen, terwijl systematische fouten leiden tot voorspelbare en consistente afwijkingen van de werkelijke waarde vanwege problemen met de kalibratie van uw apparatuur. Dit leidt tot twee extra verschillen die het vermelden waard zijn.
Willekeurige fouten zijn in wezen onvermijdelijk, systematische fouten niet. Wetenschappers kunnen geen perfecte metingen uitvoeren, ongeacht hoe bekwaam ze zijn. Als de hoeveelheid die u meet van moment tot moment varieert, kunt u het niet laten stoppen met veranderen terwijl u de meting uitvoert, en ongeacht hoe gedetailleerd uw schaal is, is het nauwkeurig lezen nog steeds een uitdaging. Het goede nieuws is dat het herhaaldelijk herhalen van uw meting en het nemen van het gemiddelde dit probleem effectief minimaliseert.
Systematische fouten kunnen moeilijk te herkennen zijn. Dit komt omdat alles wat u meet, met dezelfde (of een vergelijkbare) hoeveelheid verkeerd is en u zich misschien niet realiseert dat er een probleem is. In tegenstelling tot willekeurige fouten kunnen ze echter vaak helemaal worden vermeden. Kalibreer uw apparatuur goed voordat u deze gebruikt, en systematische fouten zullen veel minder waarschijnlijk zijn.