1.8
正確さと精度
科学者は通常、研究の信頼性を確保し、測定の精度と正確さを評価するために、繰り返し測定を行います。同じ方法で繰り返し測定した際に、結果が非常に近い場合、その測定は精度が高いとされます。真の値または許容値に非常に近い結果が得られた場合、測定は正確であるとみなされます。 精度の高い測定値は互いに一致します…
科学者は、実験中に量を繰り返し測定して、結果が正確で正確であることを確認します。
測定の精度は、結果が真の値または許容された値にどの程度近い
かです。 AとBの2人の生徒が、真の質量が10グラムであることが知られている金の延べ棒の重さを繰り返したとします。学生AとBはそれぞれ、金の延べ棒を繰り返し測定して3つの値を報告しました。学生Aは、学生Bと比較してバーの真の質量に近い値を報告しました。したがって、学生Aによる測定はより「正確」でした。
一方、精度は、結果が互いにどれだけ一致しているか、またはそれらがどれほど再現性があるかを示す尺度です。
同じ条件下で繰り返したときに非常に類似した結果が得られる場合、測定は正確であると言われます。
たとえば、学生Bによって報告された金の延べ棒の質量の値は、学生Aと比較して互いに非常に類似していました。それが「精度」です。
精度と精度は、互いに独立した2つの異なる測定品質です。したがって、特定の測定セットは、正確または正確、またはどちらでもない、または両方である可能性があります。
精度の高い値も正確である傾向があります。例えば、すべての対象物の真の質量または真の質量に近い質量を繰り返し示す天秤のようなものです。ただし、高精度の測定は必ずしも正確であるとは限りません - 同じ天びんが不適切に校正されている場合、正確ではあるが不正確な読み取り値が得られる可能性があります。これは科学的なエラーにつながる可能性があります。
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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.