Экспериментальные ошибки и неопределенности

Не один эксперимент нельзя правильно спланировать без тщательного изучения отдельных ошибок (существенных или ничтожно малых), которые возникают при подборе методик, аппаратуры и условий эксперимента. Если неопределенности (ошибки) игнорируются или оцениваются небрежно, то это может привести к потере времени и труда. Технические просчеты приведут к опасным отказам и дорогостоящим исправлением неполадок.

При планировании и приобретении (или подборе) оборудования анализ ошибок выполняется обязательно. Если технические ограничения окажутся значительными, то эксперимент рекомендуется отложить до благоприятной ситуации. Наиболее существенны три источника ошибок:

1. Основной чувствительный элемент прибора неправильно отражает измеряемую физическую величину;

2. Неспособность индикатора или какой-нибудь промежуточной частью прибора правильно отражать реакцию чувствительного элемента;

3. Неспособность наблюдателя правильно регистрировать показания прибора.

Лекция 2 – 05.10.11

Примеры источников ошибок

Для составления рабочей гипотезы следует изучить литературные данные отечественные и зарубежные. Все доступные отчеты о проведенных ранее аналогичных исследованиях и опыт передовых специалистов. Эти материалы необходимо критически проанализировать с целью выяснения: что уже достигнуто и разработано, какие оригинальные направления и творческие замыслы развивались для решения задачи, какие есть неясности, противоречия и недоработки выявить методические ошибки и недостатки предыдущих.

Надо уметь увидеть главное – физический смысл явления. После этого разрабатывают рабочую гипотезу.

Рабочая гипотеза – научное предположение о развитие явлений и их объяснения. Это предположение не доказано, но в той или иной степени вероятно. Таким образом, рабочая гипотеза имеет систематизированное значение, ее целесообразно начать с классификации изучаемых сторон явления или факторов его определяющих. Перед исследователем может открыться несколько путей решения соответствующим различным вариантом гипотезы. Исследователь принимает тот вариант, который, по его мнению, даст наиболее быстрое и верное решение. Данные опыты могут и не соответствовать принятому варианту, но зато подтвердить жизненность другого.

Рабочая гипотеза устанавливает факторы (причины, основные условия, движущие силы), то есть измеряемые переменные величины, воздействующие на объект исследования. Рабочая гипотеза дает более или менее полные предположительные объяснения всего процесса развития явления. Необходимо выделить наиболее важные и решающие причины и связи и взаимодействия, и наметить возможные вероятные направления и ход развития. Рабочая гипотеза должна быть логически проста и проверяема экспериментально, изложено кратко и ясно. Особое внимание следует обратить на точность понятий и терминов. Там где главные факторы и связи и ход развития явлений не вызывает сомнений закономерности полезно представить в виде математических моделей.

Математическая модель должна быть достаточно проста и допускать изменения, как структуры формы, так и характера включенных величин и граничных условий.

Исследование рабочей гипотезы имеет для экспериментатора организующее значение, то есть должно быть стать ясным: что, где, когда и как необходимо производить измерения в экспериментах.