الدقة والضبط والأخطاء وعدم اليقين

الدقة والضبط والأخطاء وعدم اليقين - فيزياء 11 ف1

عندما تجري قياسات لكمية ما، فأنت تحاول إيجاد القيمة الحقيقية للكمية، وهذه القيمة ستجدها إذا كان قياسك مثاليا، ولكن لا يمكن أن يكون أي قياس مثاليا على الإطلاق؛ حيث يكون هناك دائما مقدار من عدم اليقين Uncertainty، فقد تكون أدواتك غير سليمة، أو قد تكون طريقتك تحتاج إلى التحسين. لذلك، عندما تجري عملا تجريبيا، فإنه يجب عليك التفكير في أمرين:

كيف يمكن تحسين الأدوات أو التقنية التي تستخدمها لإعطاء نتائج أفضل، مع قدر أقل من عدم اليقين؟

كيف ستعبر عن عدم اليقين في النتائج التي ستحصل عليها؟ يجب أن ينعكس هذان الأمران على الطريقة التي ستعرض بها نتائجك، كما سترى لاحقا في هذه الوحدة.

أولا الدقة Precision:

يكون مستوى الدقة مرتفعا إذا أجريت عدة قياسات لكمية ما وكانت كلها متقاربة جدا، وسيكون القياس أقرب إلى الدقة إذا حصلنا على القيمة نفسها أو على قيمة قريبة جدا منها عند تكرار القياس؛ أما إذا كانت القياسات منتشرة على مدى واسع حول القيمة المتوسطة، فإنها تكون أقل دقة، وهذا قد يحدث بسبب الصعوبات العملية في إجراء القياسات.

- تتعكس الدقة على كيفية تسجيل النتائج؛ فإذا سجلت المسافة هكذا «m 15 » فهذا يعني أن المسافة قيست إلى أقرب متر فقط، بينما إذا سجلت المسافة هكذا «m 15.0» فهذا يشير إلى أن المسافة قيست إلى أقرب (m 0.1).

- احرص على عدم الخلط بين الدقة والضبط Accuracy. يوصف القياس بأنه «مضبوط» إذا كانت القيمة المقاسة قريبة من القيمة الحقيقية، ولنفترض أن القياس دقيق، وأعطى النتيجة نفسها؛ فهذا لا يعني أن القياس مضبوط، لأن كل قراءة قد يكون فيها الخطأ نفسه؛على سبيل المثال: يمكنك أن تجعل قياساتك دقيقة جدا لقطر سلك باستخدام ميكروميتر إلى أقرب (mm 0.01)، ولكن قد تكون كل قراءة غير مضبوطة إذا كان للميكروميتر خطأ صفري.

- عادة ما تكون مصادر عدم الضبط خطأ في الإجراء التجريبي؛ على سبيل المثال: إن توصيل أميتر في دائرة بطريقة غير صحيحة سيؤدي إلى قراءة غير مضبوطة لشدة التيار الكهربائي: ؛ كذلك يتسبب زمن رد فعل الإنسان في عدم ضبط قياسات الزمن؛ أو تكون مصادر عدم الضبط خطأ في أداه القياس مثل: ميزان الحرارة الذي يحتوي سائله على فقاعات هواء، يعطي قياسات غير مضبوطة لدرجة الحرارة.

عدم اليقين Uncertainty:

عدم اليقين في القراءة هو تقدير الفرق بين القراءة والقيمة الحقيقية للكمية المقاسة.

Precision 3.01

مدى تقارب نتائج القياس عند تكرار قياس الكمية نفسها عدة مرات. والقياس

الدقيق هو القياس الذي يعطي القيمة نفسها عدة مرات.

أو قد تكون متقاربة جدا، مع فارق بسيط حول القيمة المتوسطة.

:Accuracy all مدى قرب القيمة المقاسه من القيمة الحقيقة.