Rozdíl mezi náhodnou a systematickou chybou
Pokud chyba nemá žádný konkrétní vzor výskytu, je známá jako náhodná chyba, která se také označuje jako nesystematická chyba, a proto tyto chyby nelze předem předvídat jako nevyhnutelnou chybu, zatímco systematická chyba je chyba, která může nastat kvůli jakékoli chybě v přístroji, která měří chybu nebo omyl při používání přístroje experimentátorem, a proto se jedná o chybu, které lze předcházet.
Hlavní rozdíl spočívá v tom, že náhodné chyby většinou vedou k fluktuacím, které obklopují skutečnou hodnotu kvůli výsledku obtížnosti při provádění měření, zatímco systematické chyby povedou k předvídatelným a také konzistentním odchylkám od skutečné hodnoty kvůli problémům s kalibrace zařízení.
Bez ohledu na to, jak opatrný je člověk, když provádí experimenty, s největší pravděpodobností dojde k chybě zvané experimentální chyba. Ať už prostřednictvím problémů, které jsou s ním spojené, jsou problémy s vaším zařízením nebo přesné měření nebo úplné vyloučení chyb, lze označit jako nemožné.
Abychom zmírnili zmíněný problém, vědci se snaží udělat vše pro to, aby tyto chyby kategorizovali a pokusili se kvantifikovat jakoukoli nejistotu v měřeních, která provádějí. Zjištění rozptylu mezi těmito chybami je životně důležitou součástí učení navrhnout jej s lepšími experimenty a pokusit se minimalizovat jakýkoli druh chyb, které by se plazily.
Infografika náhodných vs. systematických chyb
Podívejme se na hlavní rozdíly mezi náhodnou chybou vs. systematickou chybou.
Klíčové rozdíly
Klíčové rozdíly jsou následující -
- Náhodná chyba se definuje jako nepředvídatelné narušení, ke kterému dojde v experimentu neznámým zdrojem. Zatímco k systematické chybě dochází v důsledku vady přístroje, který není sestaven.
- Náhodná chyba, jak je uvedeno ve výše uvedené tabulce, která se vyskytuje v obou směrech, zatímco k systematické chybě dochází pouze v 1 směru. Systematické chyby vznikají v důsledku zabudované chyby nebo chyby přístroje; proto vždy dává podobnou chybu. K náhodné chybě, jak již bylo zmíněno dříve, dochází z důvodu neznámého zdroje. Proto se vyskytuje v jakémkoli směru.
- Velikost systematické chyby zůstane konstantní nebo nezměněná, protože vada, která je v ní přítomna, je zabudována uvnitř přístroje a ve srovnání s velikostí náhodné chyby má proměnnou.
- Chyba 0 a kalibrace přístroje, která je nesprávná, způsobí systematickou chybu. Náhodná chyba je způsobena paralaxou nebo, jak již bylo uvedeno výše, ve výše uvedené srovnávací tabulce nesprávným použitím zařízení.
- Náhodná chyba snižuje nebo může být minimalizována provedením dvou nebo více odečtů stejného experimentu, zatímco systematická chyba může být minimalizována pečlivým navržením struktury zařízení.
- Náhodná chyba je sama o sobě jedinečná a nemá žádné konkrétní typy, zatímco systematickou chybu lze rozdělit do tří hlavních typů, kterými jsou chyba prostředí, chyba přístroje a systematická chyba.
- Náhodná chyba není reprodukovatelná. Na druhou stranu bude systematická chyba reprodukovatelná, protože vada, jak již bylo uvedeno výše, je zabudována do struktury zařízení.
Srovnávací tabulka náhodných vs. systematických chyb
| Základ | Náhodná chyba | Systematická chyba | ||
| Základní definice | Jedná se o chyby, které kolísají kvůli nejistotě nebo nepředvídatelnosti, která je vlastní vašemu procesu měření, nebo rozdílům v množství, které se pokoušíte měřit. | Vyskytuje se většinou kvůli nedokonalosti přístroje. To znamená, že jsou obvykle výsledkem zařízení, které není správně kalibrováno. | ||
| Velikost chyby | Velikost chyby se neustále mění při každém čtení. | Naměřená hodnota bude ve srovnání se skutečnou hodnotou buď velmi nízká, nebo velmi vysoká. | ||
| Příčiny | 1) Chyba paralaxy 2) Nesprávné použití přístroje. 3) Omezení nástroje, prostředí atd. | 1) Nulová chyba 2) Nesprávná kalibrace |
||
| Minimalizace metod | Opakovaným odečítáním údajů. | 1) Zlepšením struktury zařízení. 2) Nulovou chybu lze snížit odečtením získané hodnoty od nulové chyby. |
||
| Směr chyby | K tomu dochází na obou stranách. | K tomu dochází pouze v jednom směru. | ||
| Dílčí typy chyb | Neexistují žádné podtypy. | Existují tři podtypy - a. Nástroj b. Systematická chyba c. Životní prostředí. | ||
| Ať už je to reprodukovatelné | Tento druh chyby není reprodukovatelný. | Tento druh chyby je reprodukovatelný. | ||
| Pokud jde o hodnotu | Cena je kombinací nákladů, což je většinou výroba. | Náklady se snižují, když se porovnávají s náklady z hlediska hodnoty. |
Závěr
K náhodné chybě dochází většinou z důvodu jakýchkoli poruch, které se vyskytují ve vašem okolí, jako jsou kolísání nebo rozdíly v tlaku, teplotě nebo kvůli pozorovateli, který by mohl odečítat nesprávně nebo špatně. Systematická chyba možná nastává také kvůli mechanické struktuře zařízení.
Náhodné chyby jsou zásadní, nelze se jim vyhnout, zatímco systematickým chybám se lze vyhnout. Vědci nemohou provádět dokonalá měřítka nebo měření, bez ohledu na to, jak dovední jsou.
Systematické chyby je možná obtížné odhalit, a to proto, že vše, co měříte, bude chybné nebo nesprávné o stejnou částku a možná si neuvědomíte, že vůbec existuje problém. Jeden by měl před použitím zařízení správně kalibrovat a ano, pak bude pravděpodobnost systematických chyb mnohem méně pravděpodobná.
