Ölçümdeki Belirsizlik: Doğruluk ve Hassasiyet

Bilim insanları, sonuçlarının doğru ve kesin olmasını sağlamak için deney sırasında bir miktar ölçümü üzerinde tekrarlanan ölçümler yaparlar. Bir ölçümün doğruluğu, sonuçların gerçek veya kabul edilen değere yakınlık derecesidir. Gerçek kütlesi 10 gram olduğu bilinen bir altın külçeyi tekrar tekrar tartan iki öğrenciyi, A ve B'yi düşünelim.

Öğrenci A, 9, 5 gram, 10 gram ve 10, 5 gram olmak üzere üç değer bildirken, öğrenci B ise 8, 5 gram, 8, 6 gram ve 8, 5 gramlık kütleler bildirdi. Öğrenci A, öğrenci B'ye kıyasla külçenin gerçek kütlesine daha yakın değerler bildirmiştir. Dolayısıyla, öğrenci A tarafından yapılan ölçümler daha doğrudur"Öte yandan kesinlik, sonuçların birbirine ne kadar yakın olduğunun veya ne kadar tekrarlanabilir olduğunun ölçüsüdür.

Aynı koşullar altında tekrarlandığında oldukça benzer sonuçlar veriyorsa, bir ölçümün kesin olduğu söylenir. Örneğin, öğrenci B tarafından bildirilen külçe altın kütlesi değerleri, öğrenci A ile karşılaştırıldığında birbirine daha çok benziyordu. Bu hassaslıktır"Doğruluk ve hassaslık, birbirinden bağımsız iki farklı ölçüm özelliğidir.

Bu nedenle, belirli bir ölçüm seti doğru veya hassas olabilir ya da hiçbiri veya her ikisi birden olabilir. Öğrenci A'nın altın külçe kütlesi ölçümleri daha doğruydu, 10 gramlık gerçek değere yakındı, ancak birbirlerine yakın olmadıkları için hassas değildi. Aksine, öğrenci B tarafından yapılan ölçümler hassastır, ancak doğru değildir.

Son derece doğru değerler hassas olma eğilimindedir. Tüm nesneler için tekrar tekrar doğru veya doğruya yakın kütleler gösteren bir tartım terazisi gibi. Bununla birlikte, son derece hassas ölçümler mutlaka doğru olmayabilir.

Aynı terazi yanlış bir şekilde kalibre edilirse, hassas ancak hatalı okumalar verebilir. Bu, bilimsel hatalara yol açabilir. Ölçüm işlemindeki hatalar yaygın bir sorundur.

Bu tür hatalar Rastgele ve Sistematik olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir. Rastgele hatalar, ölçüm işlemindeki tutarsızlık veya ölçülen miktardaki değişikliklerin sonucudur. Bunlar, gerçek değer etrafında çok yüksek veya çok düşük dalgalanmalara neden olur.

Bir kumpas kullanarak bir solucanın uzunluğunu ölçen bir bilim insanını düşünün. Bilim insanının ölçeleri doğru okuyamaması veya ölçüm sırasında solucanın sürekli vücut hareketi, yanlış uzunluk ölçümlerine neden olabilir. Rastgele hatalardan kaçınılamaz, ancak tekrarlanan denemelerle ortalaması alınabilir.

Sistematik hatalar, devamlı bir sorunun sonucudur ve ölçümde devamlı bir tutarsızlığa yol açar. Bu hatalar, gerçek değere kıyasla ya hepsi çok yüksek ya da çok düşük olma eğilimindedir. Örneğin, yanlış kalibre edilmiş bir tartı terazisi kullanılarak ölçülen ağırlıklar.

Bunlar tahmin edilebilir ve çoğunlukla enstrümanla ilgilidir. Bununla birlikte, rastgele hatanın aksine, tekrarlanan ölçümlerle ortalaması alınamaz.