L'errore sistematico si riferisce a una serie di errori nella precisione che provengono dalla stessa direzione in un esperimento, mentre gli errori casuali sono attribuiti a variazioni casuali e imprevedibili in un esperimento.
In fisica, errori sistematici e errori casuali rappresentano tutti gli errori e le incertezze sperimentali. Gli errori sistematici derivano spesso da un problema che continua nel corso dell'esperimento, mentre gli errori casuali sono errori che si verificano in direzioni opposte e senza uno schema coerente mentre l'esperimento continua. Né il tipo di errore deriva da errori umani, che includono il calcolo errato o l'acquisizione di letture improprie dagli strumenti.
Errori casuali
Un esempio della differenza tra errori sistematici ed errori casuali è una semplice misurazione della pesatura di un anello tre volte. Se si verifica un errore casuale, la persona che pesa gli anelli può ottenere letture diverse di 17,2 once, 17,4 once e 17,6 once. Le differenze in questi valori basate su errori casuali sarebbero spiegate dalle limitazioni nell'attrezzatura usata per prendere quelle misure. Mentre le persone potrebbero non essere in grado di controllare o eliminare la sottostante fonte di errore casuale, possono ridurre il tasso di errore casuale prendendo campioni di dimensioni maggiori. Ciò aiuta i ricercatori a trovare una media su un gruppo più ampio, che produce una lettura più accurata. Un esempio di errore statistico misura erroneamente lo stesso oggetto ripetutamente con una tecnica difettosa. Uno scienziato, per esempio, potrebbe prendere una misura di un pomodoro usando una corda vecchia di anni e tesa dall'uso. Pertanto, la stringa produrrà costantemente letture e risultati non accurati.
Errori sistematici
Mentre gli scienziati possono essere in grado di individuare la fonte di errore con un errore, può essere più difficile identificare la causa di un errore sistematico. Gli errori sistematici possono essere difficili da rilevare e può essere difficile per gli scienziati determinare la misura in cui un errore sistematico ha creato problemi. Questo perché le misurazioni raccolte durante un esperimento saranno costantemente alte o costantemente basse. Un errore sistematico può essere riprodotto in un esperimento, mentre un errore casuale non può. Mentre un errore sistematico può essere difficile da identificare, uno scienziato sarà in grado di ottenere risultati sperimentali più precisi una volta che troverà e corregge l'errore sistematico.
Fonti di errore
Come per gli errori casuali, gli errori sistematici si verificano comunemente a causa di un problema di macchina o attrezzatura. Gli strumenti con una risposta lineare possono produrre due tipi di errori. Nel primo tipo di errore, che viene chiamato zero setting o offset error, lo strumento in realtà non legge zero, anche quando è marcato a zero. Il secondo tipo di errore è un fattore di scala o un errore moltiplicatore. In questo tipo di errore, lo strumento legge i cambiamenti nella quantità da misurare come minori o significativi rispetto alle modifiche effettivamente presenti. Questi tipi di errori sistematici si verificano attraverso le tecniche improprie dello scienziato o quando si verifica un errore nello strumento stesso. Un esempio di errore sistematico è una persona che riceve letture inaccurate della radiazione solare quando edifici o alberi proiettano un'ombra sull'area in cui la persona sta effettuando la misurazione. Gli errori sistematici riducono la precisione, che indica allo scienziato quanto le misure dello strumento siano vicine al valore effettivo.
