Satunnainen virhe vs systemaattinen virhe
Kun teemme kokeen laboratoriossa, päätavoitteemme on minimoida virheet ja tehdä se mahdollisimman tarkasti hyvien tulosten saamiseksi. On kuitenkin olemassa useita tapoja, joissa virheitä voi esiintyä. Vaikka yritämme poistaa kaikki virheet, se on mahdotonta. Aina siinä on tietty epätarkkuutta. Yksi syy virheisiin voi johtua käyttämistämme laitteista. Ajan myötä laitteisiin tulee yleensä vikoja ja tämä vaikuttaa mittauksiin. Joskus laite saatetaan toimimaan joissakin ympäristöolosuhteissa, ja kun näitä olosuhteita ei ole toimitettu, se ei toimi tarkasti. Laitevirheiden lisäksi niitä käsittelevissä ihmisissä voi olla virheitä. Etenkin teemme virheitä lukemia otettaessa. Joskus, jos kokeen tekijät eivät ole kokeneita, menetelmissä voi olla erilaisia virheitä. Toisa alta virheitä voi johtua sopimattomasta materiaalista tai käytetyistä lähtöaineista. Vaikka emme voi poistaa kaikkia näitä virheitä 100%, meidän pitäisi yrittää poistaa ne mahdollisimman paljon, jotta lopputulos olisi lähempänä todellisia tuloksia. Joskus nämä virheet ovat syynä siihen, ettemme saa teoreettisten arvojen mukaisia mittauksia tai tuloksia. Kun suoritamme mittauksen tai koetta, yritämme toistaa sen useita kertoja virheen pienentämiseksi. Muuten joskus vaihtamalla kokeilijaa, paikkaa vaihtamalla tai vaihtamalla käytettyjä laitteita ja materiaaleja, yritämme tehdä samoja kokeita useita kertoja. Kokeessa voi esiintyä pääasiassa kahdenlaisia virheitä. Ne ovat satunnaisia virheitä ja systemaattisia virheitä.
Satunnainen virhe
Kuten nimestä voi päätellä, satunnaiset virheet ovat arvaamattomia. Nämä ovat virheitä, jotka aiheutuvat tuntemattomista ja arvaamattomista muutoksista kokeessa. Vaikka kokeen suorittaja tekee saman kokeen samalla tavalla samalla laitteistolla ja jos hän ei saa samaa tulosta (samaa lukua, jos kyseessä on mittaus), niin se johtuu satunnaisesta virheestä. Tämä voi johtua laitteesta tai ympäristöolosuhteista. Jos esimerkiksi mittaat raudan kappaleen painon samalla vaakalla ja saat kolme erilaista lukemaa kolmella kerralla, se on satunnainen virhe. Virheen minimoimiseksi voidaan tehdä suuri määrä samoja mittauksia. Ottamalla kaikkien keskiarvo voidaan saada arvo, joka on lähempänä todellista arvoa. Koska satunnaisilla virheillä on Gaussin normaalijakauma, tämä keskiarvon saamismenetelmä antaa tarkan arvon.
Systemaattinen virhe
Systemaattiset virheet ovat ennakoitavissa, ja tämä virhe näkyy kaikissa otetuissa lukemissa. Ne ovat toistettavissa olevia virheitä ja ovat aina samaan suuntaan. Kokeessa systemaattiset virheet ovat pysyviä koko kokeen ajan. Esimerkiksi systemaattinen virhe voi johtua instrumentin epätäydellisestä kalibroinnista tai muuten, jos käytämme pituuksien mittaamiseen käytön vuoksi venymää nauhaa, virhe on sama kaikissa mittauksissa.
Mitä eroa on satunnaisen virheen ja systemaattisen virheen välillä?
• Satunnaiset virheet ovat arvaamattomia, ja ne ovat kokeen tuntemattomien ja arvaamattomien muutosten aiheuttamia virheitä. Sitä vastoin systemaattiset virheet ovat ennakoitavissa.
• Jos pystymme tunnistamaan systemaattisten virheiden lähteet, voimme helposti poistaa ne, mutta satunnaisia virheitä ei voi helposti poistaa näin.
• Systemaattiset virheet vaikuttavat kaikkiin lukemiin samalla tavalla, kun taas satunnaiset virheet vaihtelevat jokaisessa mittauksessa.
