Hoe voorzichtig u ook bent bij het uitvoeren van experimenten, er is waarschijnlijk een experimentele fout opgetreden. Of het nu gaat om de uitdagingen die inherent zijn aan het nauwkeurig meten van de metingen of problemen met uw apparatuur, het is bijna onmogelijk om fouten te voorkomen. Om dit probleem tegen te gaan, doen wetenschappers hun best om fouten te categoriseren en eventuele onzekerheid in metingen die ze maken te kwantificeren. Het vinden van het verschil tussen systematische en willekeurige fouten is een belangrijk onderdeel van het leren om betere experimenten te ontwerpen en om 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 neemt zal met hetzelfde bedrag verkeerd zijn, omdat er een probleem is met uw meettoestel. Willekeurige fouten zijn onvermijdelijk en zijn het gevolg van moeilijkheden bij het nemen van metingen of pogingen om hoeveelheden te meten die met de tijd variëren. Deze fouten zullen fluctueren, maar over het algemeen clusteren ze rond de werkelijke waarde.

Wat is willekeurige fout?

Willekeurige fout beschrijft fouten die fluctueren als gevolg van de onvoorspelbaarheid of onzekerheid die inherent is aan uw meetproces, of de variatie in de hoeveelheid die u probeert te meten.

Een wetenschapper die een insect meet, bijvoorbeeld, zou proberen het insect op het nulpunt van een liniaal of meetlat te plaatsen en de waarde aan de andere kant te lezen . De liniaal zelf zal waarschijnlijk alleen tot op de dichtstbijzijnde millimeter meten, en het nauwkeurig lezen hiervan kan moeilijk zijn. U kunt de ware grootte van het insect onderschatten of het overschatten, op basis van hoe goed u de schaal en uw oordeel leest over waar het hoofd van het insect stopt. Het insect kan ook enigszins vanuit de nulpositie bewegen zonder dat je het je realiseert. Herhaling van de meting levert meerdere malen veel verschillende resultaten op, maar deze zouden waarschijnlijk rond de werkelijke waarde clusteren.

Evenzo leidt het nemen van metingen van een hoeveelheid die van moment tot moment verandert tot willekeurige fouten. Windsnelheid kan bijvoorbeeld op verschillende tijdstippen oppikken en wegvallen. Als je één minuut een meting uitvoert, zal het waarschijnlijk een minuut later niet precies hetzelfde zijn. Nogmaals, herhaalde metingen zullen leiden tot resultaten die fluctueren maar rond de echte waarde clippen.

Wat is een systematische fout?

Een systematische fout is een gevolg van een persistent 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 van tevoren niet op nul zijn ingesteld, zal er een systematische fout optreden als gevolg van de fout in de kalibratie (bijv. Als een werkelijk gewicht van 0 5 gram is, leest 10 gram als 15 en 15 gram lezen als 20).

Andere verschillen tussen systematische en willekeurige fouten

Het belangrijkste verschil tussen systematische en willekeurige fouten is dat willekeurige fouten leiden tot fluctuaties rond de werkelijke waarde als een resultaat van moeilijkheden bij het nemen van metingen, 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 essentie onvermijdelijk, terwijl systematische fouten dat niet zijn. Wetenschappers kunnen geen perfecte metingen doen, hoe bekwaam ze ook zijn. Als de hoeveelheid die je aan het meten bent, van moment tot moment varieert, kun je het niet laten stoppen met veranderen terwijl je de meting doet, en hoe gedetailleerd je schaal ook is, het nauwkeurig lezen ervan vormt 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 je meet verkeerd is door hetzelfde (of een vergelijkbaar) bedrag en je je misschien niet realiseert dat er een probleem is. In tegenstelling tot willekeurige fouten kunnen ze echter vaak helemaal worden voorkomen. Kalibreer uw apparatuur correct voordat u deze gebruikt, en systematische fouten zullen veel minder waarschijnlijk zijn.