1.8
מדענים בדרך כלל מבצעים מדידות חוזרות ונשנות של כמות כדי להבטיח את איכות הממצאים שלהם וכדי להעריך הן את ההקפדה והן את הדיוק של התוצאות שלהם. אומרים שהמ…
מדענים מבצעים מדידות חוזרות ונשנות של כמות במהלך הניסויים כדי להבטיח שהתוצאות שלהם מדויקות ומדויקות.
דיוק המדידה הוא מידת הקרבה של התוצאות לערך האמיתי או המקובל.
חשבו על שני סטודנטים, A ו-B, ששקלו שוב ושוב מוט זהב הידוע כבעל מסה אמיתית של 10 גרם. תלמידים א' ו-ב' דיווחו כל אחד על שלושה ערכים ממדידות חוזרות ונשנות של מוט הזהב. תלמיד א' דיווח על ערכים קרובים יותר למסה האמיתית של הרף בהשוואה לתלמיד ב'. לפיכך, מדידות של תלמיד א' היו, אם כן, "מדויקות" יותר.
דיוק, לעומת זאת, הוא המדד עד כמה התוצאות מסכימות זו עם זו, או עד כמה הן ניתנות לשחזור.
מדידה אמורה להיות מדויקת אם היא נותנת תוצאות דומות מאוד כאשר חוזרים עליה באותם תנאים.
לדוגמה, ערכי המסה של מוט הזהב שדווחו על ידי תלמיד ב' היו דומים מאוד זה לזה, בהשוואה לתלמיד א'. זה "דיוק".
דיוק ודיוק הן שתי תכונות מדידה נפרדות שאינן תלויות זו בזו. לכן, קבוצה מסוימת של מדידות יכולה להיות מדויקת, או מדויקת, או אף אחד מהם, או שניהם.
גם ערכים מדויקים מאוד נוטים להיות מדויקים. כמו מאזן שקילה המראה מסות אמיתיות או קרובות למסות אמיתיות עבור כל האובייקטים, שוב ושוב. עם זאת, מדידות מדויקות מאוד לא בהכרח יהיו מדויקות - אם אותו איזון אינו מכויל כראוי, הוא עשוי לתת קריאות מדויקות אך לא מדויקות. זה עלול להוביל לטעויות מדעיות.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is the difference between accuracy and precision in scientific measurements?
Accuracy measures how close results are to the true or accepted value, while precision measures how closely results agree with each other when repeated. A measurement can be accurate without being precise, precise without being accurate, or both. For example, an improperly calibrated balance may give precise but inaccurate readings, leading to scientific errors.
Q2: Why do scientists make repeated measurements of a quantity?
Repeated measurements allow scientists to evaluate both the precision and accuracy of their results, ensuring data quality. By comparing multiple measurements taken under the same conditions, scientists can determine whether their measurements are reproducible and close to the true value, which is essential for reliable experimental findings.
Q3: Can a measurement be precise but not accurate?
Yes. Highly precise measurements may not necessarily be accurate. An improperly calibrated thermometer or faulty weighing balance may consistently give similar readings that are far from the true value. This demonstrates that precision alone does not guarantee accuracy, and both qualities must be evaluated independently.
Q4: What does it mean for measurements to be reproducible?
Reproducible measurements yield highly similar results when repeated under the same conditions, which defines precision. If a measurement is reproducible, it demonstrates that the experimental procedure is consistent and reliable, though this does not guarantee the results are close to the true value.
Q5: How are accuracy and precision related in highly accurate measurements?
Highly accurate values tend to be precise too. A well-calibrated weighing balance, for example, repeatedly shows true or close-to-true masses for all objects measured. However, this relationship is not guaranteed in reverse; precision does not always imply accuracy without proper calibration and validation.
Q6: What scientific errors can result from improperly calibrated instruments?
Improperly calibrated instruments may produce precise but inaccurate readings, creating systematic errors in experimental data. These measurements appear consistent and reproducible, but deviate from the true value. This can lead to incorrect conclusions and compromised research quality if not detected through comparison with known standards.
Q7: How do you determine if a set of measurements is both accurate and precise?
Compare repeated measurements to both each other and to a known true or accepted value. If measurements cluster closely together and near the true value, they are both precise and accurate. Using rules for significant figures in calculations helps maintain measurement quality throughout data analysis and interpretation.