คุณอาจใช้ความระมัดระวังอย่างมากในขณะที่ทำการทดสอบ อย่างไรก็ตาม การทดลองเหล่านี้ยังคงมีข้อผิดพลาดในการทดลองอยู่บ้าง แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดโดยสิ้นเชิงเมื่อคุณพยายามวัดค่าที่แน่นอน หรือประสบปัญหากับอุปกรณ์ การวัดปริมาณทางกายภาพไม่สามารถเป็นค่าที่ถูกต้องเสมอไป
เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์พยายามจำแนกข้อผิดพลาดและขจัดความไม่แน่นอนในการวัดที่ทำโดยข้อผิดพลาดเหล่านี้ เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทบทวนที่มาของข้อผิดพลาดและวิธีที่ข้อผิดพลาดเหล่านี้จะส่งผลต่อผลลัพธ์เมื่อได้ผลลัพธ์
ข้อผิดพลาดมีสองประเภทหลัก - ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบและข้อผิดพลาดแบบสุ่ม การรู้เกี่ยวกับข้อผิดพลาดที่เป็นระบบและแบบสุ่มช่วยให้เราดำเนินการทดลองได้ดีขึ้นและลดข้อผิดพลาด
ระบบเทียบกับข้อผิดพลาดแบบสุ่ม
ความแตกต่างระหว่างข้อผิดพลาดของระบบและข้อผิดพลาดแบบสุ่มคือข้อผิดพลาดที่เป็นระบบเกิดขึ้นเนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่ถูกต้องหรือไม่สมบูรณ์ เนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่สมบูรณ์ การวัดแต่ละครั้งจะไม่ถูกต้องตามจำนวนที่เท่ากัน ในทางกลับกัน ข้อผิดพลาดแบบสุ่มเกิดขึ้นเนื่องจากการรบกวนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้หรือเนื่องจากปัญหาที่คุณเผชิญเมื่อทำการวัดปริมาณที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา
ตารางเปรียบเทียบระหว่างข้อผิดพลาดของระบบและข้อผิดพลาดแบบสุ่ม
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | ข้อผิดพลาดของระบบ | ข้อผิดพลาดแบบสุ่ม |
|---|---|---|
| ความหมาย | ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบคือข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเนื่องจากความผิดพลาดในอุปกรณ์วัด | ข้อผิดพลาดแบบสุ่มคือข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมที่คาดเดาไม่ได้ |
| ซ้ำ | ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบซ้ำซาก | ข้อผิดพลาดแบบสุ่มมักไม่เกิดซ้ำ |
| สาเหตุ | ข้อบกพร่องในอุปกรณ์ทดลอง | การเปลี่ยนแปลงที่คาดเดาไม่ได้ในการอ่าน การรบกวนในสิ่งแวดล้อม |
| การลดน้อยลง | ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบสามารถลดลงได้โดยใช้อุปกรณ์ที่ถูกต้องหรือเทคนิคที่เหมาะสม | ข้อผิดพลาดแบบสุ่มสามารถลดลงได้โดยการอ่านครั้งแล้วครั้งเล่า และเพิ่มจำนวนการสังเกต |
| ประเภท | สามประเภท: เครื่องมือ, สิ่งแวดล้อม, ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ | ไม่มีประเภท |
| ทำซ้ำได้ | สิ่งเหล่านี้สามารถทำซ้ำได้ | สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถทำซ้ำได้ |
| ขนาดของความผิดพลาด | คงที่ | ต่างกันไป |
ข้อผิดพลาดของระบบคืออะไร?
ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบเรียกอีกอย่างว่าอคติอย่างเป็นระบบ ข้อผิดพลาดเหล่านี้เป็นข้อผิดพลาดที่สอดคล้องกันซึ่งสามารถทำซ้ำได้เนื่องจากการออกแบบการทดลองมีข้อบกพร่อง โดยปกติข้อผิดพลาดดังกล่าวเกิดจากการใช้เครื่องมือวัดที่สอบเทียบอย่างไม่ถูกต้องหรือใช้เครื่องมืออย่างไม่ถูกต้อง
แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ:
- เครื่องมือสอบเทียบไม่ถูกต้อง
- เครื่องมือที่เสื่อมสภาพ
- บุคคลที่วัดค่าไม่ถูกต้อง
ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบมีสามประเภท:
- ข้อผิดพลาดของเครื่องมือ- โดยทั่วไปมีสามสาเหตุของข้อผิดพลาดเกี่ยวกับเครื่องมือ:
- ข้อผิดพลาดจากการสังเกต- ข้อผิดพลาดในการสังเกตเกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตไม่ได้ตีความการอ่านอย่างถูกต้อง ตัวอย่างเช่น หากตัวชี้ของโวลต์มิเตอร์ตั้งไว้ที่มาตราส่วนและแนวการมองเห็นไม่อยู่เหนือตัวชี้พอดี อาจเกิดข้อผิดพลาดจากการสังเกตได้
- ข้อผิดพลาดด้านสิ่งแวดล้อม- เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม เช่น ความดัน ความชื้น และอื่นๆ อาจก่อให้เกิดข้อผิดพลาดด้านสิ่งแวดล้อมได้ ข้อผิดพลาดดังกล่าวสามารถขจัดได้โดยการเตรียมการควบคุมความชื้นหรืออุณหภูมิ
ข้อผิดพลาดแบบสุ่มคืออะไร?
ตามชื่อที่แนะนำ ข้อผิดพลาดแบบสุ่มมีลักษณะผิดปกติและไม่สามารถคาดการณ์ได้ ข้อผิดพลาดดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อมีข้อ จำกัด บางอย่างที่ไม่สามารถควบคุมผู้ทดลองได้ พารามิเตอร์เหล่านี้อาจรบกวนผลการทดสอบ
ข้อผิดพลาดแบบสุ่มเรียกอีกอย่างว่าข้อผิดพลาดทางสถิติ ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่าข้อผิดพลาดดังกล่าวสามารถขจัดออกได้ด้วยวิธีการทางสถิติ เพราะมันผิดปกติและไม่สอดคล้องกันในธรรมชาติ
ซึ่งแตกต่างจากข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ ข้อผิดพลาดแบบสุ่มสามารถลดลงได้โดยการสังเกตซ้ำแล้วซ้ำอีกและใช้ค่าเฉลี่ยของการสังเกตจำนวนมาก
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบและสุ่ม
บทสรุป
เมื่อเราวัดปริมาณทางกายภาพ เราไม่สามารถหามูลค่าที่แท้จริงของมันได้เสมอไป มีข้อผิดพลาดอยู่เสมอ ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดสองข้อคือข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบและข้อผิดพลาดแบบสุ่ม
โดยทั่วไป ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบเกิดขึ้นเนื่องจากโครงสร้างทางกลที่ผิดพลาดของเครื่องมือวัด ในขณะที่ข้อผิดพลาดแบบสุ่มเกิดขึ้นเนื่องจากการรบกวนที่คาดเดาไม่ได้ในสภาพแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงของความดัน อุณหภูมิ ข้อผิดพลาดแบบสุ่มอาจเกิดขึ้นได้หากผู้สังเกตไม่สามารถอ่านค่าที่ถูกต้องได้
ไม่สามารถขจัดข้อผิดพลาดทั้งสองได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม หากพยายามแล้ว ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบทั้งหมดสามารถลบออกได้ แต่อาจมีข้อผิดพลาดแบบสุ่มในการวัด ข้อผิดพลาดแบบสุ่มไม่เป็นอันตรายเท่ากับข้อผิดพลาดของระบบ
