Систематические погрешности

Истинное значение физической величины абсолютно точно определить нельзя. При измерении физических величин под действием самых разнообразных причин возникают погрешности измерений. Все погрешности принято подразделять на систематические, случайные и промахи (ошибки).

Систематической называют такую погрешность, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины.

Такие погрешности появляются вследствие неисправности приборов, неточности метода исследования, каких-либо упущений экспериментатора, а также при использовании для вычислений неточных зависимостей (формул), констант и т.д.

Измерительным прибором мы называем такое устройство, с помощью которого осуществляется сравнение измеряемой величины с единицей измерения. В устройстве любого исправного прибора заложена та или иная систематическая погрешность, которую нельзя устранить, но которую можно учесть. Прибор может давать систематическую погрешность по ряду причин: изогнута стрелка прибора, перед началом работы стрелка прибора не была установлена в нулевое положение, гири (разновес) со временем потеряли свою эталонность и т.д. Подобного рода систематические погрешности либо увеличивают, либо уменьшают результат, т. е. эти погрешности характеризуются постоянством знака. В том случае, когда известна причина систематической погрешности прибора, ее необходимо устранить с помощью ремонта или регулировки прибора, а если это невозможно, учесть, вводя соответствующую поправку к результату отсчета.

Сам метод исследования также может стать причиной систематических погрешностей.

Так, например, даже при точном взвешивании на аналитических весах результат искажается за счет выталкивающей силы Архимеда, как правило, по-разному действующей на тело и гири.

При очень многих электрических измерениях пренебрегают сопротивлением соединительных проводов, часто также не учитываются изменения условий, в которых производятся измерения (температура, давление и г. п.), — все это приводит к систематическим погрешностям.

Погрешности метода могут содержаться в приблизительном характере формул, по которым рассчитываются определяемые физические величины, так как функциональные зависимости тоже определяются только с определенной степенью точности.

Погрешности метода, если они известны, могут быть устранены путем использования более точного метода измерения или получения более точной формулы.

Систематические погрешности, связанные с различного рода упущениями экспериментатора, уменьшаются, если экспериментатор выработал в себе такие качества, как внимательность и аккуратность. Эти качества крайне необходимы специалисту, поэтому студент уже с I курса должен выработать их в себе, используя с этой целью все занятия, в том числе и практикум по физике.

Систематические погрешности, наконец, могут обусловливаться и свойствами объекта измерения. Такая погрешность может возникнуть (например, если измерять диаметр цилиндра) даже несколько раз, но в одном и том же месте. Правильней будет измерять диаметр в различных местах и брать среднее значение всех измерений.