Slumpmässigt fel vs systematiskt fel
När vi gör ett experiment i labbet är vårt huvudfokus att minimera felen och göra det så exakt som möjligt för att få bra resultat. Det finns dock ett antal sätt där det kan uppstå fel. Även om vi försöker eliminera alla fel är det omöjligt att göra det. Det finns alltid en viss grad av felaktighet. En orsak till fel kan bero på utrustningen vi använder. Med tiden tenderar utrustningen att ha fel och detta påverkar mätningarna. Ibland är utrustningen gjord för att fungera under vissa miljöförhållanden och när dessa förhållanden inte tillhandahålls kommer den inte att fungera korrekt. Förutom utrustningsfelen kan det finnas fel hos personer som hanterar dem. Speciellt gör vi misstag när vi gör avläsningar. Ibland, om de som gör experimentet inte är erfarna, kan det finnas olika fel i metoderna. Å andra sidan kan fel uppstå på grund av felaktigt material eller reaktanter som används. Även om vi inte kan eliminera alla dessa fel till 100 %, bör vi försöka eliminera dem så mycket som möjligt för att få ett resultat närmare de verkliga resultaten. Ibland är dessa fel orsaken till att vi inte får mätningar eller resultat enligt de teoretiska värdena. När vi gör en mätning eller gör ett experiment försöker vi upprepa det flera gånger för att minska felet. Annars, ibland genom att byta experimentator, genom att byta plats eller genom att ändra utrustning och material som används, försöker vi göra samma experiment flera gånger. Det finns främst två typer av fel som kan uppstå i ett experiment. De är slumpmässiga fel och systematiska fel.
Slumpmässigt fel
Som namnet antyder är slumpmässiga fel oförutsägbara. Dessa är felen som orsakas av okända och oförutsägbara förändringar i experimentet. Även om försöksledaren gör samma experiment på samma sätt med samma utrustning och om han inte kan få samma resultat (samma antal om det är en mätning), så beror det på slumpmässiga fel. Detta kan vara i utrustningen eller på grund av miljöförhållandena. Om du till exempel mäter vikten på en bit järn med samma våg och får tre olika avläsningar på tre gånger, är det ett slumpmässigt fel. För att minimera felet kan ett stort antal av samma mätningar göras. Genom att ta medelvärdet av alla kan ett värde närmare det verkliga värdet erhållas. Eftersom slumpmässiga fel har en Gaussisk normalfördelning ger denna metod för att få medelvärdet ett exakt värde.
Systematiskt fel
Systematiska fel är förutsägbara, och detta fel kommer att finnas där för alla avläsningar som tas. De är reproducerbara fel och är alltid i samma riktning. För ett experiment kommer systematiska fel att vara bestående under hela experimentet. Till exempel kan systematiska fel orsakas på grund av en ofullständig kalibrering av ett instrument, eller om vi använder ett band, som har förlängts på grund av användningen, för att mäta längder, kommer felet att vara detsamma för alla mätningar.
Vad är skillnaden mellan slumpmässigt fel och systematiskt fel?
• Slumpmässiga fel är oförutsägbara, och de är de fel som orsakas av de okända och oförutsägbara förändringarna i experimentet. Däremot är systematiska fel förutsägbara.
• Om vi kan identifiera källorna till systematiska fel kan vi enkelt eliminera det, men slumpmässiga fel kan inte enkelt elimineras på det sättet.
• Systematiska fel påverkar alla avläsningar på samma sätt, medan slumpmässiga fel varierar för varje mätning.
