عدم قطعیت
هنگام اندازه گیری تجربی هر كمیت فیزیكی بسته به دقت دستگاه اندازه گیری مقداری خطا یا عدم قطعیت در تعیین مقدار آن كمیت فیزیكی وجود دارد. بطور مشابه تعیین مقدار یک كمیت فیزیكی با استفاده از یک تئوری خاص و روابط مربوطه ممکن است همراه با خطا باشد. تعیین مقدار خطا در بدست آوردن مقدار هر کمیت فیزیکی حائز اهمیت است. خطا در بدست آوردن مقدار هر کمیت فیزیکی می تواند به صورت خطای مطلق و خطای نسبی اندازه گیری شود. اختلاف مقدار در نظر گرفته شده برای كمیت (حاصل از یك تئوری خاص یا یك اندازه گیری تجربی ) با مقدار واقعی آن كمیت به عنوان خطای مطلق تعریف می شود. خطا همچنین می تواند به صورت خطای نسبی تعریف شود. خطای نسبی به صورت نسبت خطای مطلق و مقدار واقعی كمیت در نظر گرفته می شود. داریم:
مقدار واقعی كمیت – مقدار در نظر گرفته شده = خطای مطلق
100 × خطای نسبی = درصد خطای نسبی
مثال: طول واقعی یک جسم 80cm است. مقدار گزارش شده دانش آموز 1 برابر 85cm و مقدار گزارش شده دانش آموز 2 برابر 70cm است. خطای مطلق و درصد خطای نسبی مقادیر گزارش شده توسط دانش آموزان را بدست آورید.
حل:
*****
در بیشتر موارد امكان تعیین مقدار واقعی كمیت وجود ندارد و بایستی تنها با استفاده از مقدار اندازه گیری شده ی كمیت و دقت ابزار اندازه گیری در مورد مقدار واقعی كمیت صحبت كرد. در این راستا مقدار اندازه گیری شده كمیت به همراه دقت ابزار اندازه گیری به صورت عدم قطعیت (Uncertainty) به عنوان مقدار واقعی كمیت گزارش می شود. مقدار اندازه گیری شده كمیت بهمراه عدم قطعیت آن بازه ای را بیان می کنند که مقدار واقعی كمیت را شامل می شود. معمولا مقدار اندازه گیری شده و عدم قطعیت آن بصورت زیر نمایش داده می شوند:
(عدم قطعیت) مقدار اندازه گیری شده یا عدم قطعیت± مقدار اندازه گیری شده
و
منظور از آن
اینست که مقدار
واقعی كمیت در
بازه از (عدم
قطعیت- مقدار
اندازه گیری
شده) تا (عدم
قطعیت+ مقدار
اندازه گیری
شده) قرار
دارد. اگر یك
كمیت را با A نشان
دهیم، عدم
قطعیت در
مقدار آن كمیت
را معمولا با 
نمایش
می دهیم. به
عنوان مثال
فرض كنید یك
طول دلخواه را
با خط كش
معمولی كه درجه
بندی آن در حد
میلی متر است
اندازه گیری
كنیم. چشم
انسان قابلیت
تشخیص این
نكته كه لبه
جسم مورد
اندازه گیری
به كدامیك از
درجات اندازه
گیری نزدیك تر
است را دارد و
بر این مبنا
دقت اندازه
گیری برای خط
كش با درجات
در حد میلی
متر به اندازه
ی نیم میلی
متر خواهد بود
كه این در
كنار عدد
اندازه گیری
شده به عنوان
طول واقعی
كمیت ذكر می
شود. در عمل
بهتر است با
توجه به خطا
داشتن درجه
بندی خط كش
مربوطه عدم
قطعیت به
مقدار 1
میلیمتر
گزارش شود. در
نتیجه در
صورتیکه با
استفاده از
این خط کش ما
مقدار طولی را
برابر 42.8 سانتیمتر
بدست آوریم (
یا در واقع
نزدیکترین
درجه بندی برای
طول برابر 42.8
سانتیمتر
باشد)، بایستی
مقدار طول را 42.8±0.1 cm
گزارش
کنیم و منظور
از آن این
خواهد بود که مقدار
واقعی طول در
بازه از 42.7 cm
تا 42.9 cm قرار دارد.
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
**************************************************
سایت: www.youngchemist.com
مولف: محمد شاهی
نظرات، پیشنهادات و انتقادات: chemistry.shahi@gmail.com
**************************************************
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||