Náhodná chyba vs. systematická chyba
Když provádíme experiment v laboratoři, naším hlavním cílem je minimalizovat chyby a provádět to co nejpřesněji, abychom dosáhli dobrých výsledků. Existuje však řada způsobů, kde mohou být chyby. Přestože se snažíme všechny chyby odstranit, není to možné. Vždy je tam zakomponován určitý stupeň nepřesnosti. Jedním z důvodů chyb může být zařízení, které používáme. V průběhu času má zařízení tendenci mít poruchy a to ovlivňuje měření. Někdy je zařízení vyrobeno tak, aby fungovalo v určitých podmínkách prostředí, a když tyto podmínky nejsou dodány, nebude fungovat přesně. Kromě chyb zařízení mohou existovat chyby v lidech, kteří s nimi zacházejí. Zejména při čtení děláme chyby. Někdy, pokud ti, kdo experiment provádějí, nemají zkušenosti, mohou být v metodách různé chyby. Na druhou stranu může dojít k chybám v důsledku použití nevhodného materiálu nebo reaktantů. I když nemůžeme všechny tyto chyby 100% odstranit, měli bychom se je snažit co nejvíce eliminovat, abychom se výsledek přiblížili reálným výsledkům. Někdy jsou tyto chyby důvodem, proč nezískáme měření nebo výsledky podle teoretických hodnot. Když provádíme měření nebo experiment, snažíme se to několikrát opakovat, abychom snížili chybu. Jinak, někdy změnou experimentátora, změnou místa nebo změnou použitého zařízení a materiálů, se pokusíme provést stejné experimenty několikrát. V experimentu se mohou vyskytnout především dva typy chyb. Jsou to náhodné chyby a systematické chyby.
Náhodná chyba
Jak název napovídá, náhodné chyby jsou nepředvídatelné. To jsou chyby způsobené neznámými a nepředvídatelnými změnami v experimentu. Ačkoli experimentátor provádí stejný experiment stejným způsobem pomocí stejného zařízení, a pokud nemůže získat stejný výsledek (stejný počet, pokud se jedná o měření), je to způsobeno náhodnou chybou. Může to být v zařízení nebo v důsledku podmínek prostředí. Pokud například změříte hmotnost kusu železa stejnou váhou a dostanete tři různé údaje za tři časy, jedná se o náhodnou chybu. Aby se minimalizovala chyba, lze provést velké množství stejných měření. Vezmeme-li průměrnou hodnotu všech, lze získat hodnotu blížící se skutečné hodnotě. Protože náhodné chyby mají Gaussovo normální rozdělení, tato metoda získání průměru poskytuje přesnou hodnotu.
Systematická chyba
Systémové chyby jsou předvídatelné a tato chyba bude existovat u všech naměřených hodnot. Jsou to reprodukovatelné chyby a jsou vždy ve stejném směru. U experimentu budou systematické chyby během experimentu trvalé. Například systematická chyba může být způsobena nedokonalou kalibrací přístroje, nebo pokud k měření délek použijeme pásku, která se používáním protáhla, bude chyba stejná pro všechna měření.
Jaký je rozdíl mezi náhodnou chybou a systematickou chybou?
• Náhodné chyby jsou nepředvídatelné a jsou to chyby způsobené neznámými a nepředvídatelnými změnami v experimentu. Naproti tomu systematické chyby jsou předvídatelné.
• Pokud dokážeme identifikovat zdroje systematických chyb, můžeme je snadno odstranit, ale náhodné chyby takto snadno odstranit nelze.
• Systematické chyby ovlivňují všechny odečty stejným způsobem, zatímco náhodné chyby se u každého měření liší.
