1.8
Точность и прецизионность
Учёные обычно проводят повторные измерения величины, чтобы обеспечить качество своих результатов и оценить как прецизионность, так и точность полученн…
Ученые проводят повторные измерения величины во время экспериментов, чтобы убедиться, что их результаты точны и точны.
Точность измерения — это степень близости результатов к истинному или принятому значению.
Рассмотрим двух студентов, А и Б, которые неоднократно взвешивали золотой слиток, о котором известно, что его истинная масса составляет 10 граммов. Студенты А и В сообщили по три значения повторных измерений золотого слитка. Студент А сообщил о значениях, близких к истинной массе стержня по сравнению со студентом В. Таким образом, измерения ученика А были, следовательно, более «точными».
Точность, с другой стороны, является мерой того, насколько близко результаты согласуются друг с другом или насколько они воспроизводимы.
Измерение считается точным, если оно дает очень похожие результаты при повторении в одних и тех же условиях.
Например, значения массы золотого слитка, сообщенные студентом В, были очень похожи друг на друга, по сравнению со студентами А. Это и есть «точность».
Точность и прецизионность – это два различных качества измерения, которые не зависят друг от друга. Таким образом, определенный набор измерений может быть либо точным, либо точным, либо ни тем, ни другим, или и тем, и другим.
Высокоточные значения, как правило, также являются точными. Подобно весам, показывающим истинные или близкие к истинным массы для всех объектов, многократно. Однако высокоточные измерения не обязательно могут быть точными — если те же весы откалиброваны неправильно, они могут дать точные, но неточные показания. Это может привести к научным ошибкам.
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.