Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных. Яворский В.А. - 5 стр.

      оценить только путем сравнения показаний прибора с показаниями другого, более
      точного. Иногда результаты специально проведенного сравнения приводят в паспорте
      прибора, однако чаще указывают максимально возможную погрешность для приборов
      данного типа.
   • Модельная погрешность. В основу любого экспериментального исследования,
      сопряженного с измерениями, заложена модель. Модель содержит физическое
      описание исследуемого объекта или процесса, которое позволяет составить его
      математическое описание, а именно, набор функциональных соотношений,
      включающих в себя физические величины. Неверно построенная модель, в которой не
      нашли отражения какие-то важные процессы или факторы, влияющие на результат
      измерений, также приводит к несоответствиям. Как следствие, измеряемые в
      эксперименте величины, вычисляемые по полученным из модели рабочим формулам,
      содержат погрешности, которые носят название модельных погрешностей. К разряду
      модельных может быть отнесена погрешность взвешивания на рычажных весах.
      Согласно закону Архимеда вес тела и гирь уменьшается из-за действия
      выталкивающей силы воздуха. Напомним, что вес 1 м3 воздуха равен примерно 10 Н.
      Для того, чтобы правильно найти массу взвешиваемого тела, опять же, нужно ввести
      поправки на потерю веса гирями и самим телом. Вместе с тем, как и при любых
      измерениях, здесь необходим разумный подход. Например, при работе с грубыми
      техническими весами бессмысленно вводить поправку на Архимедову силу, так как
      она окажется много меньше погрешностей, вносимых в результат измерения гирями и
      самими весами.
   • Случайные погрешности – при повторных измерениях погрешности этого типа
      показывают свою случайную природу. Возникают они вследствие множества причин,
      совместное воздействие которых на каждое отдельное измерение невозможно учесть
      или заранее установить. Такими причинами могут оказаться, к примеру,
      незначительные колебания температуры различных деталей и узлов установки, скачки
      напряжения, вибрации, турбулентные движения воздуха, трение в механизмах,
      ошибки считывания показаний приборов и т.п. Единственно возможный способ
      объективного учета случайных погрешностей состоит в определении их
      статистических закономерностей, проявляющихся в результатах многократных
      измерений. Рассчитанные статистические оценки вносят в окончательный результат
      измерения.
      Одной из грубейших ошибок, которые допускают школьники и студенты, является
нахождение погрешности измерения как
                                    Δx = xэксперимент − xтаблица ,
      где xэксперимент – полученное в процессе эксперимента среднее значение величины,
xтаблица – значение, взятое из справочника или рассчитанное исходя из теоретических
представлений. Целью эксперимента является именно проверка существующих теорий и
уточнение табличных значений (смотрите раздел 10 о статистической проверке гипотез).
      С другой стороны, при выполнении учебных лабораторных работ полезно сравнить
полученные результаты со справочными табличными величинами и, в случае значительного
их расхождения, проанализировать, какие экспериментальные факторы и модельные
погрешности могли привести к этому.

3. Случайные величины и их характеристики.
      Основным типом погрешностей, изучению которых посвящено последующее
изложение, являются случайные погрешности. Они поддаются строгому математическому
описанию, что позволяет делать выводы о качестве измерений, в которых они присутствуют.


                                              5