Incertezza nella misurazione: accuratezza e precisione

Gli scienziati effettuano misurazioni ripetute di una quantità durante la sperimentazione per garantire che i risultati siano accurati e precisi. L'accuratezza di una misurazione è il grado di vicinanza dei risultati al valore vero o accettato. Considerando due studenti, A e B, che hanno pesato ripetutamente un lingotto d'oro noto per avere una massa reale di 10 grammi.

Lo studente A ha riportato tre valori di 9, 5 grammi, 10 grammi e 10, 5 grammi, mentre lo studente B ha riportato masse di 8, 5 grammi, 8, 6 grammi e 8, 5 grammi. Lo studente A ha riportato valori più vicini alla massa reale del lingotto rispetto allo studente B.Pertanto, le misurazioni dello studente A erano più accurate"La precisione, d'altra parte, è la misura di quanto i risultati concordino tra loro o di quanto siano il più riproducibili possibile. Una misurazione si considera precisa se fornisce risultati molto simili tra loro, se ripetuta nelle medesime condizioni.

Per esempio, i valori per la massa del lingotto d'oro riportati dallo studente B erano molto simili tra loro, rispetto allo studente A.Questa è definita precisione"L'accuratezza e la precisione sono due qualità di misurazione distinte indipendenti l'una dall'altra. Pertanto, un particolare insieme di misurazioni può essere accurato o preciso, o nessuno dei due, o entrambi. Le misurazioni della massa del lingotto d'oro dello studente A erano più accurate, vicine al valore reale di 10 grammi, ma non precise, poiché non erano simili tra loro.

Al contrario, le misurazioni dello studente B erano precise, ma non accurate. I valori altamente accurati tendono a essere precisi. Come una bilancia che mostra le masse vere o vicine al vero per tutti gli oggetti, ripetutamente.

Tuttavia, misurazioni altamente precise potrebbero non essere necessariamente accurate:se la stessa bilancia è calibrata in modo errato, potrebbe fornire letture precise ma non veritiere. Ciò può condurre a errori scientifici. Gli errori nel processo di misurazione sono un problema comune.

Tali errori possono rientrare in due categorie:Casuali e Sistematici. Gli errori casuali sono il risultato di incoerenze nel processo di misurazione o variazioni nella quantità misurata. Questi si traducono in fluttuazioni, troppo alte o troppo basse, intorno al valore reale.

Considerate uno scienziato che misura la lunghezza di un lombrico usando un calibro. L'incapacità dello scienziato nel leggere correttamente il calibro, o il movimento continuo del corpo del lombrico durante la misurazione possono causare misurazioni della lunghezza errate. L'errore casuale non può essere evitato, tuttavia, può essere mediato grazie a prove ripetute.

Gli errori sistematici sono il risultato di un problema persistente che porta a una discrepanza consistente nella misurazione. Questi errori tendono ad essere troppo alti o troppo bassi rispetto al valore reale. Per esempio, i pesi misurati utilizzando una bilancia calibrata in modo improprio, sono prevedibili e per lo più correlati allo strumento.

Tuttavia, a differenza dell'errore casuale, non può essere calcolato come media con misurazioni ripetute.