Unterschied zwischen systematischen und zufälligen Fehler

Bei der Messung einer physikalischen Menge erwarten wir nicht, dass der Wert der genaue wahre Wert ist. Es ist wichtig, einen Hinweis darauf zu geben, wie nahe das Ergebnis wahrscheinlich der wahre Wert ist, dh ein Anzeichen für die Genauigkeit der Zuverlässigkeit der Messungen. In der Physik berücksichtigen wir dies, indem wir eine Schätzung des Fehlers zusammen mit dem Ergebniswert aufnehmen. Bei der Analyse der Ergebnisse ist es wichtig, die Fehlerquellen und die Auswirkungen dieser Quellen auf die Ergebnisse zu berücksichtigen. Die Fehler und die Unsicherheit von Messungen werden immer auf indirekte Weise geschätzt, und die Berechnungen enthalten einige Annahmen. Fehler können in zwei primäre Arten unterteilt werden, systematische und zufällige Fehler. Ein systematischer Fehler ist derjenige, der in wiederholten Messungen eines und der gleichen Menge konstant bleibt oder sich regelmäßig verändert. Im Gegenteil, ein zufälliger Fehler ist derjenige, der variiert und wahrscheinlich positiv oder negativ ist. Schauen wir uns einige wichtige Unterschiede zwischen den beiden an.

Was ist ein systematischer Fehler?

Der systematische Fehler ist derjenige, der jedes Mal in die gleiche Richtung auftritt und bei wiederholten Messungen von einem und derselben Menge konstant bleibt oder sich regelmäßig ändert. Ein systematischer Fehler bleibt während einer Reihe von Messwerten konstant und bewirkt, dass die gemessene Menge vom akzeptierten oder vorhergesagten Wert abgeschaltet wird. Systematische Fehler treten auf, da sich die experimentelle Anordnung von der in der Theorie angenommenen und des Korrekturfaktors unterscheidet, der diesen Unterschied berücksichtigt. In vielen Fällen werden solche Fehler durch einen Fehler im Versuchsapparat verursacht. Der systematische Fehler kann durch die richtige Technik, die Kalibrierung von Geräten und die Verwendung von Standards beseitigt werden.

Was ist zufälliger Fehler?

Wie der Name schon sagt, ist zufälliger Fehler zufällig und wird durch unvorhersehbare und unbekannte Variationen im gesamten experimentellen Prozess erzeugt. Jeder Fehlertyp, der inkonsistent ist und nicht in der gleichen Größe oder Richtung wiederholt, außer zufällig wird als zufälliger Fehler angesehen. Gulliksen definiert einen zufälligen Fehler in statistischer Sinne im Hinblick auf den mittleren Fehler, die Korrelation zwischen dem Fehler und dem wahren Wert und die Korrelation zwischen Null. Zum Beispiel kann die Windgeschwindigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten sinken und ansteigen, was zu Variationen der Ergebnisse führt. Zufälliger Fehler wird erfasst, indem Messungen derselben Menge wiederholt unter denselben Bedingungen durchgeführt werden.

Unterschied zwischen systematischen und zufälligen Fehler

Bedeutung von systematischer vs. Zufälliger Fehler

Fehler können in zwei primäre Arten unterteilt werden, systematische und zufällige Fehler. Der systematische Fehler ist, wie der Name schon sagt. Der systematische Fehler ist derjenige, der jedes Mal aufgrund des Fehlers des Messgeräts in derselben Richtung auftritt. Im Gegensatz. Zufällige Fehler werden manchmal als statistische Fehler bezeichnet.

Natur der systematischen vs. Zufälliger Fehler

Zufällige Fehler werden durch die Durchführung von Messungen derselben Menge unter denselben Bedingungen entdeckt, und sie beinhalten die Variabilität, die der natürlichen Welt innewohnt, und bei der Messung. Systematische Fehler hingegen können experimentell durch Vergleich eines gegebenen Ergebnisses mit einer Messung derselben Menge entdeckt werden, die unter Verwendung einer anderen Methode oder mit einem genaueren Messinstrument durchgeführt wird. Systematische Fehler geben Ergebnisse an, die entweder konsequent über dem wahren Wert oder konsistent unter dem wahren Wert liegen.

Systematische Ursache vs. Zufälliger Fehler

Systematische Fehler sind konsistent und werden durch einen Fehler im experimentellen Gerät oder durch ein fehlerhaftes experimentelles Design verursacht. Solche Fehler werden durch fehlerhafte Messgeräte verursacht, die entweder falsch von Einzelpersonen bei der Messung oder Instrumenten, die unvollständig kalibriert sind. Es wird angenommen, dass systematische Fehler gefährlicher sind als zufällige Fehler. Zufällige Fehler dagegen werden durch unvorhersehbare Variationen in den Messwerten eines Messgeräts oder durch die Unfähigkeit eines Beobachters verursacht, die instrumentelle Lesart zu interpretieren.

Beseitigung

Systematische Fehler können durch die richtige Technik, die Kalibrierung von Geräten und die Verwendung von Standards beseitigt werden. Systematische Fehler werden normalerweise durch fehlerhafte menschliche Interpretationen oder Änderungen der Umgebung während der Experimente erzeugt, die schwer vollständig zu beseitigen sind. Wiederholte Messungen mit demselben Instrument zeigen oder beseitigen sie weder einen systematischen Fehler. Hauptsächlich können alle systematischen Fehler beseitigt werden, aber es bleibt immer einige zufällige Fehler bei jeder Messung. Zufällige Fehler können jedoch reduziert werden, indem eine große Anzahl von Beobachtungen durchschnitt.

Systematisch vs. Zufälliger Fehler: Vergleichstabelle

Zusammenfassung des systematischen VS. Zufälliger Fehler

Hauptsächlich können alle systematischen Fehler beseitigt werden, aber es bleibt immer einige zufällige Fehler bei jeder Messung. Zufällige Fehler können jedoch reduziert werden, indem eine große Anzahl von Beobachtungen durchschnitt. Systematische Fehler werden normalerweise durch fehlerhafte menschliche Interpretationen oder Änderungen der Umgebung während der Experimente erzeugt, die schwer vollständig zu beseitigen sind. Aus diesem Grund sind systematische Fehler möglicherweise gefährlicher als zufällige Fehler. Systematische Fehler können jedoch durch die richtige Technik, die Kalibrierungsgeräte und die Verwendung von Standards eliminiert werden.