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观测误差是系统误差还是偶然误差

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:物理化学实验中的测量大都属于间接测量。系统误差总是以同一符号出现,在相同条件下重复实验无法消除,但可以通过测量前对仪器进行校正或更换,选择合适的实验方法,修正计算公式和用标准样品校正实验者本身所引进的系统误差来减少。偶然误差是由于实验时许多不能预料的其他因素造成的。偶然误差的特点是其数值时大时小,时正时负。在相同条件下对同一物理量重复多次测量,偶然误差的大小和正负完全由概率决定,呈正态分布。

2.3.1 误差的分类

一切物理量的测定,可分为直接测量和间接测量两种。直接表示所求结果的测量称为直接测量,如用天平称量物质的质量,用电位计测定电池的电动势等。若所求的结果由数个测量值以某种公式计算而得,而这种测量称为间接测量。如用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数,是在不同时间测定溶液的电阻,再由公式计算得出。物理化学实验中的测量大都属于间接测量。

根据性质的不同将误差分为三类,即系统误差、过失误差、偶然误差。

1.系统误差

系统误差是由于有关测量方法中某些经常的原因而致。例如:

(1)实验方法本身的限制,如反应没有完全进行到底,指示剂选择不当,计算公式有某些假定及近似等。

(2)使用的仪器不够精确,如滴定管的刻度不准,仪器的失灵或不稳,或药品不纯等。

(3)实验者个人习惯所引入的主观误差,使测量数据有习惯性的偏高或偏低等。

系统误差总是以同一符号出现,在相同条件下重复实验无法消除,但可以通过测量前对仪器进行校正或更换,选择合适的实验方法,修正计算公式和用标准样品校正实验者本身所引进的系统误差来减少。只有不同实验者用不同的校正方法、不同的仪器所得数据相符合,才可认为系统误差基本消除。

2.过失误差

过失误差主要是由于实验者粗心大意、操作不正确等所引起。此类误差无规则可寻,只要正确、细心操作就可避免。

3.偶然误差

偶然误差是由于实验时许多不能预料的其他因素造成的。如实验者视觉、听觉不灵敏,对仪器最小分度值以下的估计难以完全相同或操作技巧的不熟练。又如在测量过程中外界条件的改变,如温度、压力不恒定、机械的震动、电磁场的干涉等。仪器中常包含的某些活动部件,如水银温度计或压力计中的水银柱、电流计中的游丝与指针,在对同一物理量进行重复测量时,这些部件所达的位置难以完全相同(尤其是使用年久或质量较差的仪器更为明显),造成偶然误差。偶然误差的特点是其数值时大时小,时正时负。在相同条件下对同一物理量重复多次测量,偶然误差的大小和正负完全由概率决定,呈正态分布。因此多次重复测量的算术平均值是其最佳的代表值。

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