Incertidumbre en la Medición: Exactitud y Precisión

Los científicos repiten las mediciones de una cantidad durante la experimentación para asegurarse de que sus resultados son exactos y precisos. La exactitud de una medición indica el grado de proximidad de los resultados con respecto al valor verdadero o aceptado. Imaginen a dos estudiantes, A y B, quienes pesan repetidas veces una barra de oro que se sabe que posee una masa verdadera de 10 gramos.

El estudiante A reportó tres valores:9, 5 gramos, 10 gramos y 10, 5 gramos;y el estudiante B reportó masas de 8, 5 gramos, 8, 6 gramos y 8, 5 gramos. El estudiante A reportó valores más próximos al de la masa verdadera de la barra en comparación con el estudiante B.Las mediciones del estudiante A fueron, por lo tanto, más exactas"La precisión, por otra parte, es la medida de qué tan próximos están los resultados entre ellos o qué tan reproducibles son. Se dice que una medición es precisa si arroja resultados muy parecidos cuando se repite el proceso bajo las mismas condiciones.

Por ejemplo, los valores de la masa de la barra de oro que el estudiante B reportó eran muy parecidos entre ellos comparados con los del estudiante A.Eso es precisión"La exactitud y la precisión son dos características distintas de la medición que son independientes una de la otra. Así, un grupo particular de mediciones pueden ser exactas, precisas, ambas o ninguna de las dos. Las mediciones de la masa de la barra de oro del estudiante A fueron más exactas al estar más cerca del valor verdadero de 10 gramos, pero no fueron precisas, pues los resultados no se aproximaban entre ellos.

Por el contrario, las mediciones del estudiante B fueron precisas, pero no exactas. Los valores muy exactos suelen ser precisos también, como cuando una balanza muestra valores verdaderos o cercanos a las masas verdaderas de los objetos repetidas veces. Sin embargo, las mediciones altamente precisas no necesariamente son exactas.

Si la misma balanza no está calibrada de forma apropiada, puede arrojar lecturas precisas pero inexactas. Esto puede resultar en errores científicos. Los errores en el proceso de medición son un problema común.

Tales errores pueden clasificarse de dos formas:aleatorios y sistemáticos. Los errores aleatorios son el resultado de inconsistencias en el proceso de medición o variaciones en la cantidad que se mide. Estos llevan a fluctuaciones, ya sean muy altas o muy bajas, alrededor del verdadero valor.

Imaginen a un científico midiendo la longitud de una lombriz con un calibrador. Que el científico no lea correctamente las balanzas o el movimiento continuo de la lombriz durante la medición pueden resultar en mediciones incorrectas de la longitud. El error aleatorio no se puede evitar;sin embargo, se puede promediar con repetidos ensayos.

Los errores sistemáticos son el resultado de un problema persistente y llevan a una discrepancia constante en la medición. Estos errores tienden a dar resultados muy altos o muy bajos con respecto al valor verdadero, como, por ejemplo, cuando se miden pesas con una balanza mal calibrada. Estos errores son predecibles y la mayoría son causados por el instrumento.

Pero, a diferencia del error aleatorio, estos no se pueden promediar con la repetición de las mediciones.