SZISZTEMATIKUS HIBA: HOGYAN LEHET KISZÁMÍTANI, KÉMIÁBAN, FIZIKÁBAN, PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

A szisztematikus hiba része a kísérleti vagy megfigyelési hibáknak (mérési hibák), és befolyásolja az eredmények pontosságát. Ez egy meghatározott hibaként is ismert, mivel általában a kísérletek megismétlése nélkül észlelhető és kiküszöbölhető.

A szisztematikus hiba fontos jellemzője, hogy annak relatív értéke állandó; vagyis nem változik a minta méretétől vagy az adatok vastagságától függően. Például, ha feltételezzük, hogy annak relatív értéke 0,2%, ha a méréseket ugyanazon feltételek mellett megismételjük, akkor a hiba mindig 0,2% marad, amíg ki nem javítják.

A laboratóriumban egy rossz módszer vagy bármely módszer helytelen lépése szisztematikus hibává válik, amely befolyásolja az eredmények pontosságát. Forrás: Jarmoluk a Pixabay-n keresztül.

Általában a szisztematikus hibát a műszerek nem megfelelő kezelése vagy az elemző vagy tudós műszaki hibája okozza. Könnyen észlelhető, ha a kísérleti értékeket összehasonlítják egy szabványos vagy tanúsított értékkel.

Az ilyen típusú kísérleti hibákra akkor kerül sor, ha az analitikai mérlegeket, hőmérőket és spektrofotométereket nem kalibrálják; vagy azokban az esetekben, amikor a szabályok, az orsók, a beépített hengerek vagy a buretták megfelelő olvasása nem történik meg.

Hogyan lehet kiszámítani a szisztematikus hibát?

A szisztematikus hiba befolyásolja a pontosságot, ezért a kísérleti értékek magasabbak vagy alacsonyabbak lehetnek a tényleges eredményeknél. A valós eredménynek vagy értéknek azt kell érteni, amelyet sok elemző és laboratórium kimerítően hitelesített, és amely összehasonlítási standardnak bizonyult.

Így összehasonlítva a kísérleti értéket a valós értékkel, különbséget kapunk. Minél nagyobb ez a különbség, annál nagyobb a szisztematikus hiba abszolút értéke.

Tegyük fel például, hogy egy tartályban 105 halat számolnak, de előre vagy más forrásokból tudjuk, hogy a valódi szám 108. A szisztematikus hiba tehát 3 (108-105). Szisztematikus hibával szembesülünk, ha a halszámlálás megismételésével újra és újra 105 halat kapunk.

A hiba abszolút értékének kiszámításakor azonban fontosabb a relatív érték meghatározása:

Relatív hiba = (108-105) ÷ 108

= 0,0277

Ez százalékban kifejezve 2,77%. Vagyis a számlálási hiba súlya 2,77% a halak valódi számához viszonyítva. Ha a tartályban most 1000 hal van, és úgy számolja őket, hogy ugyanazt a szisztematikus hibát elhúzzák, akkor 28-nál kevesebb hal lenne a vártnál, nem pedig 3, mint ami a kisebb tartálynál történik.

Állandóság és arányosság

A szisztematikus hiba általában állandó, additív és arányos. A fenti példában a 2,77% -os hiba állandó marad, mindaddig, amíg a méréseket ugyanazon feltételek mellett megismételik, függetlenül a haltartály méretétől (amely már megérinti az akváriumot).

Vegye figyelembe a szisztematikus hiba arányosságát: minél nagyobb a minta mérete vagy az adatok vastagsága (vagy a tartály térfogata és halállománya), annál nagyobb a szisztematikus hiba. Ha a tartályban most 3500 hal van, akkor a hiba 97 hal (3500 x 0,0277); az abszolút hiba növekszik, de relatív értéke változatlan, állandó.

Ha a szám megduplázódik, ezúttal 7000 akváriummal, akkor a hiba 194 hal lesz. A szisztematikus hiba tehát állandó és arányos.

Ez nem azt jelenti, hogy meg kell ismételni a halszámlálást: elegendő tudni, hogy a meghatározott szám az összes hal 97,23% -ának felel meg (100-2,77%). Innentől kezdve a halak valódi száma kiszámítható a 100 / 97,23 tényező szorzásával

Például, ha 5200 halat számolunk, akkor a tényleges szám 5 348 hal (5 200 x 100 / 97,23).

Rendszeres hiba a kémiában

A kémiában a szisztematikus hibákat általában a kalibrálatlan mérleg miatt bekövetkező rossz mérlegelések vagy az üvegmennyiségek rossz leolvasása okozza. Bár nem tűnik úgy, hogy befolyásolják az eredmények pontosságát, mert minél több van, annál több negatív hatásuk összeadódik.

Például, ha a mérleg nincs megfelelően kalibrálva, és egy bizonyos elemzésnél több mérést kell elvégezni, akkor a végeredmény egyre távolabb esik a várttól; pontatlanabb lesz. Ugyanez történik, ha az elemzés folyamatosan méri a köteteket hibás leolvasással.

Az egyensúly és az üveg anyagok mellett a vegyészek hibákat is okozhatnak a hőmérők és a pH-mérők kezelésében, a keverés sebességében, a reakció bekövetkezéséhez szükséges időben, a spektrofotométerek, minták vagy reagensek magas tisztaságának feltételezésekor stb.

A kémia további szisztematikus hibái lehetnek, ha a reagensek hozzáadásának sorrendjét megváltoztatják, a reakcióelegyet az eljárás által ajánlott hőmérsékleten melegítik, vagy a szintézis termékét nem átkristályosítják megfelelően.

Szisztematikus hiba a fizikában

A fizikai laboratóriumokban a szisztematikus hibák még inkább technikai jellegűek: bármilyen berendezés vagy eszköz megfelelő kalibrálás nélkül, rossz feszültség alkalmazása, a tükrök vagy alkatrészek helytelen elrendezése egy kísérletben, túl sok pillanatot adva egy objektumnak, amelyre esni kell a gravitáció hatása miatt, többek között a kísérletek között.

Vegye figyelembe, hogy vannak szisztematikus hibák, amelyek instrumentális hiányosságokból származnak, és mások, amelyek inkább az operatív jellegűek, azaz az elemző, tudós vagy egy adott műveletet végrehajtó egyén hibájának eredménye.

Példák a szisztematikus hibára

A szisztematikus hibák további példáit az alábbiakban említjük, amelyeknek nem feltétlenül kell laboratóriumban vagy a tudományos területen előfordulni:

- Helyezze a zsemleket a sütő alsó részébe, és a kívántnál jobban pirítsa őket

- Ülő testhelyzet

- Csak az erőhiány miatt zárja be a mokkaedényt

- Ne tisztítsa meg a kávéfőző gőzölőit közvetlenül a tej textúrálása vagy melegítése után

- Használjon különféle méretű csészéket, ha követi vagy meg akarja ismételni egy bizonyos receptet

- Szeretnénk napsugárzást adni árnyékos napokon

- Végrehajtja az állát az oszlopokon, a vállait a füled felé emelve

-Játssz több zeneszámot egy gitáron anélkül, hogy először behangolnád a húrokat

-Sütjük sütőket, kevés olajmennyiséggel egy üstben

-Végezze el a következő térfogat-titrálást anélkül, hogy a titráló oldatot újra standardizálná

Irodalom

1. Day, R. és Underwood, A. (1986). Kvantitatív analitikai kémia. (Ötödik kiadás). PEARSON Prentice Hall.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2020. február 11.). Véletlen hiba vs. Szisztematikus hiba. Helyreállítva: gondolat.com
3. Bodner kutatási web. (Sf). Hibák. Helyreállítva: chemed.chem.purdue.edu
4. Elsevier BV (2020). Szisztematikus hiba. ScienceDirect. Helyreállítva: sciencedirect.com
5. Sepúlveda, E. (2016). Rendszeres hibák. Helyreállítva a Physics Online-tól: fisicaenlinea.com
6. María Irma García Ordaz. (Sf). Mérési hibaproblémák. Hidalgo állam autonóm egyeteme. Helyreállítva: uaeh.edu.mx
7. Wikipedia. (2020). Megfigyelési hiba. Helyreállítva: en.wikipedia.org
8. John Spacey. (2018, július 18). 7 A szisztematikus hiba típusai. Helyreállítva: simplicable.com