Погрешность измерений
⚡ Физика · 7 класс
Почему измерения неточны
Погрешность измерения — это величина, которая показывает, насколько результат измерения может отличаться от истинного значения. Абсолютно точных измерений не бывает: на результат влияют качество прибора, внимательность человека и условия опыта. Поэтому грамотный физик всегда указывает не только число, но и возможную ошибку.
Например, измеряя длину линейкой с ценой деления 1 миллиметр, мы никогда не узнаем длину точнее, чем до этого миллиметра. Записать результат «52,37 миллиметра» по такой линейке было бы обманом: лишние цифры ничем не подтверждены.
Абсолютная погрешность
За абсолютную погрешность при измерении прибором обычно принимают половину цены деления шкалы. Её обозначают греческой буквой дельта перед названием величины.
Цена деления линейки = 1 мм
Погрешность = 1 / 2 = 0,5 мм
Длина бруска = 52 мм
Запись результата: L = (52 ± 0,5) ммЗапись (52 ± 0,5) мм означает, что истинная длина лежит где-то между 51,5 и 52,5 миллиметра. Точнее этого результат по такой линейке быть не может.
Источники погрешностей
| Источник | Пример | Как уменьшить |
|---|---|---|
| Прибор | грубая шкала, износ | взять точнее прибор |
| Человек | наклон взгляда | смотреть перпендикулярно |
| Условия | дрожание руки, ветер | повторить опыт |
| Метод | неудобный способ | выбрать другой метод |
Как повысить точность
Если измерение повторить несколько раз и взять среднее значение результатов, случайные ошибки частично компенсируют друг друга, и результат становится точнее. Этим приёмом пользуются во всех серьёзных опытах.
Три измерения: 51 мм, 52 мм, 53 мм
Среднее = (51 + 52 + 53) / 3 = 52 ммСуществует и относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности к самому значению. Она показывает, насколько ошибка велика по сравнению с измеряемой величиной, и её часто выражают в процентах. Например, ошибка в 1 сантиметр при измерении длины комнаты почти незаметна, а та же ошибка при измерении длины спички огромна.
Почему важно знать погрешность
В науке и технике результат без указания погрешности почти бесполезен. Инженер, строящий мост, обязан знать, насколько точны его измерения, иначе детали могут не сойтись. Поэтому физики всегда указывают, в каких пределах лежит истинное значение. Записывать в ответе больше значащих цифр, чем позволяет прибор, — грубая ошибка: лишние цифры создают ложное впечатление точности, которой на самом деле нет.
Правило записи: результат измерения = измеренное значение ± погрешность, с обязательной единицей измерения.
Частые ошибки: записывают слишком много цифр, будто прибор точнее, чем есть; забывают про знак ±; путают абсолютную погрешность с самой величиной; не указывают единицу измерения.
Кратко о главном
- Любое измерение имеет погрешность — отклонение от истинного значения.
- Абсолютную погрешность прибора принимают равной половине цены деления.
- Результат записывают в виде «значение ± погрешность» с единицей.
- Повторные измерения и хороший прибор повышают точность.