Véletlen hiba vs szisztematikus hiba
Amikor kísérletet végzünk a laborban, a fő célunk a hibák minimalizálása és a lehető legpontosabban történő elvégzése a jó eredmények elérése érdekében. Azonban számos módon előfordulhatnak hibák. Bár igyekszünk minden hibát kiküszöbölni, ez lehetetlen. Mindig van bizonyos fokú pontatlanság. A hibák egyik oka lehet az általunk használt berendezések. Idővel a berendezés meghibásodik, és ez befolyásolja a méréseket. Néha a berendezés bizonyos környezeti feltételek mellett működik, és ha ezeket a feltételeket nem biztosítják, akkor nem fog megfelelően működni. A berendezés hibáitól eltekintve az azokat kezelő emberekben is előfordulhatnak hibák. Különösen az olvasás során követünk el hibákat. Néha, ha a kísérletezők nem tapaszt altak, előfordulhatnak különféle hibák a módszerekben. Másrészt hibákat okozhatnak a nem megfelelő anyagok vagy reagensek. Bár ezeket a hibákat nem tudjuk 100%-osan kiküszöbölni, meg kell próbálnunk a lehető legnagyobb mértékben kiküszöbölni őket, hogy a valós eredményhez közelebb kerüljön az eredmény. Néha ezek a hibák az oka annak, hogy nem az elméleti értékeknek megfelelő méréseket vagy eredményeket kapunk. Amikor mérést végzünk vagy kísérletet végzünk, igyekszünk többször megismételni a hiba csökkentése érdekében. Egyébként esetenként a kísérletező cseréjével, helyváltoztatással, vagy a felhasznált eszközök, anyagok cseréjével igyekszünk többször is ugyanazt a kísérletet elvégezni. Főleg kétféle hiba fordulhat elő egy kísérletben. Ezek véletlenszerű hibák és szisztematikus hibák.
Véletlenszerű hiba
Amint a neve is sugallja, a véletlenszerű hibák kiszámíthatatlanok. Ezek azok a hibák, amelyeket a kísérlet ismeretlen és előre nem látható változásai okoznak. Bár a kísérletező ugyanazt a kísérletet ugyanazzal a berendezéssel végzi el, és ha nem kapja meg ugyanazt az eredményt (ha mérésről van szó, akkor ugyanazt a számot), akkor az véletlenszerű hiba miatt van. Ez lehet a berendezésben vagy a környezeti feltételek miatt. Például, ha egy vasdarab súlyát ugyanazzal a mérleggel méred, és háromszor három különböző értéket kapsz, az véletlenszerű hiba. A hiba minimalizálása érdekében nagyszámú azonos mérés végezhető. Az összes átlagértékét véve a valós értékhez közelebbi értéket kaphatunk. Mivel a véletlenszerű hibák Gauss-féle normális eloszlásúak, az átlag kiszámításának ez a módszere pontos értéket ad.
Szisztematikus hiba
A rendszerhibák előre jelezhetők, és ez a hiba minden leolvasott értéknél ott lesz. Ezek reprodukálható hibák, és mindig ugyanabba az irányba mutatnak. Egy kísérlet esetében a szisztematikus hibák a kísérlet során végig állandóak lesznek. Például szisztematikus hibát okozhat egy műszer tökéletlen kalibrálása, vagy ha a használat miatt megnyúlt szalagot használunk a hosszúságok mérésére, akkor a hiba minden mérésnél ugyanaz lesz.
Mi a különbség a véletlenszerű és a szisztematikus hiba között?
• A véletlenszerű hibák megjósolhatatlanok, és a kísérletben bekövetkezett ismeretlen és előre nem látható változások okozta hibák. Ezzel szemben a szisztematikus hibák előre jelezhetők.
• Ha beazonosítjuk a szisztematikus hibák forrását, könnyen kiküszöbölhetjük, de a véletlenszerű hibákat így nem lehet egykönnyen kiküszöbölni.
• A szisztematikus hibák az összes leolvasást ugyanúgy érintik, míg a véletlenszerű hibák mérésenként változnak.
