Natura pomiaru
Pomiar – ilościowe wyrażenie
obserwacji poprzez liczbę, błąd i liczbę, błąd i jednostkę
Natura pomiaru
masa 20 masa 20 ±± 1 1 gg energia 6.63 energia 6.63 ⋅⋅1010--44 ±± 0.02 0.02 ⋅⋅1010--44 JJ ś średniarednia błądbłąd jednostka jednostkaMiędzynarodowy system miar (SI)
Physical Quantity Name Abbreviation
Mass kilogram kg
Length meter m
Time second s
Temperature Kelvin K
Electric Current Ampere A Amount of Substance mole mol Luminous Intensity candela cd Wł fizyczna Masa Długość Czas Temperatura Prąd elektryczny Liczność materii Intensywność światła
10-18 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 10-1 101 102 103 106 109 1012 1015 1018 Exponential notation 0.000 000 000 000 000 001 a atto-0.000 000 000 000 001 f femto-0.000 000 000 001 p pico-0.000 000 001 n nano-0.000 001 µ micro-0.001 m milli-0.01 c centi-0.1 d deci-10 da deca-100 h hecto-1,000 k kilo-1,000,000 M mega-1,000,000,000 G giga-1,000,000,000,000 T tera-1,000,000,000,000,000 P peta-1,000,000,000,000,000,000 E exa-Multiplier Symbol Prefix
SI przedrostki
Niepewność pomiaru
A
A digitdigit thatthat mustmust be be estimatedestimated isis called
called uncertainuncertain. A . A measurementmeasurement always
always hashas somesome degreedegree ofof uncertainty
Precyzja i dokładność
DokładnośćDokładność określa zgodność wartości określa zgodność wartości będącej wynikiem pomiaru danej
będącej wynikiem pomiaru danej
wielkości fizycznej z jej
wielkości fizycznej z jej prawdziwą prawdziwą wartością
wartością.. Precyzja
Precyzja określa stopień spójności określa stopień spójności
pomiędzy różnymi wynikami pomiaru tej
pomiędzy różnymi wynikami pomiaru tej
samej wielkości fizycznej
Precyzja i dokładność
Brak precyzji i dokładności Neither precise nor accurate
Precyzyjny i niedokładny Precise but not accurate
Precyzyjny i dokładny
Rodzaje błędów pomiarowych
Przypadkowy (Random Random ErrorError, , IndeterminateIndeterminate ErrorError) ) –– ma jednakowe prawdopodobieństwo bycia dużym
ma jednakowe prawdopodobieństwo bycia dużym
lub małym w serii pomiarowej.
lub małym w serii pomiarowej.
Systematyczny
Systematyczny ((SystematicSystematic Error,DeterminateError,Determinate ErrorError) ) –
– występuje w każdym pomiarze w serii występuje w każdym pomiarze w serii
powtarzanych pomiarów za każdym razem w tym
powtarzanych pomiarów za każdym razem w tym
samym kierunku. Często wynika z wady danej
samym kierunku. Często wynika z wady danej
techniki pomiarowej.
Niepewność pomiaru
25.80 5 25.50 4 25.30 3 25.75 2 25.15 1 Objętość, cm3 Nr pomiaruPrzykład 1 pomiar objętości cylindra
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Calib indic volu mL 01 2 3 4 45 46 47 48 49 50 mL ) d 0 10 20 30 40 50 mL Buret 22.2 mL
Niepewność pomiaru
25.80 5 25.50 4 25.30 3 25.75 2 25.15 1 Objętość, cm3 Nr pomiaruPrzykład 1 pomiar objętości cylindra
25.50 średnia 5 80 . 25 50 . 25 30 . 25 75 . 25 15 . 25 5 5 4 3 2 1 + + + + = = + + + + = =
∑
V V V V V V n V V i iNiepewność pomiaru
25.80 5 25.50 4 25.30 3 25.75 2 25.15 1 Objętość, cm3 Nr pomiaruPrzykład 1 pomiar objętości cylindra
25.50 średnia ( ) 1 2 − − =
∑
n V V i i σ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4 80 . 25 50 . 25 50 . 25 50 . 25 30 . 25 50 . 25 75 . 25 50 . 25 15 . 25 50 . 25 − 2 + − 2 + − 2 + − 2 + − 2 = σOdchylenie standardowe pomiaru
Niepewność pomiaru
25.80 5 25.50 4 25.30 3 25.75 2 25.15 1 Objętość, cm3 Nr pomiaruPrzykład 1 pomiar objętości cylindra
25.50 średnia ( ) ( 1) 2 − − =
∑
n n V V i i σ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4 5 80 . 25 50 . 25 50 . 25 50 . 25 30 . 25 50 . 25 75 . 25 50 . 25 15 . 25 50 . 25 2 2 2 2 2 ⋅ − + − + − + − + − = σOdchylenie standardowe średniej
Niepewność pomiaru
Przykład 1 pomiar objętości cylindra
01_06 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 100-mL graduated cylinder 250-mL volumetric flask 50-mL buret 25-mL pipet Calibration mark indicates 25-mL volume 0 1 2 3 4 45 46 47 48 49 50 mL mL Valve (stopcock) controls the liquid flow
Calibration mark indicates 250-mL volume
Cyfry znaczące
Wyraź liczbę w notacji naukowej Wyraź liczbę w notacji naukowej
(potęga dziesiętna)
(potęga dziesiętna)
Liczba cyfr mnożonych przez Liczba cyfr mnożonych przez
potęgę 10 to
3456
3456 = 3.456= 3.456⋅⋅10103 3 ⇒⇒ 44 cyfry znaczącecyfry znaczące
0.0486
0.0486 = 4.86 = 4.86 ⋅⋅1010--2 2 ⇒⇒ 33 cyfry znaczącecyfry znaczące
16.07
16.07 = 1.607 = 1.607 ⋅⋅10101 1 ⇒⇒ 44 cyfry znaczącecyfry znaczące
9.300
9.300 = = 9.3009.300 ⋅⋅10100 0 ⇒⇒ 44 cyfry znaczącecyfry znaczące
Cyfry znaczące
Cyfry znaczące w operacjach
matematycznych
Mnożenie i dzielenie:
Mnożenie i dzielenie: liczba cyfr liczba cyfr znaczących wyniku jest określona
znaczących wyniku jest określona
przez najmniejszą liczbę cyfr
przez najmniejszą liczbę cyfr
znaczących wyników pomiaru
znaczących wyników pomiaru
poddanych operacji poddanych operacji
6.38
6.38
×
×
2.0 = 12.76
2.0 = 12.76
→
→
13
13
(2 cyfry znaczące)
(2 cyfry znaczące)
Dodawanie i odejmowanie:
Dodawanie i odejmowanie: liczba cyfr liczba cyfr znaczących wyniku jest
znaczących wyniku jest jestjest równa równa liczbie miejsc dziesiętnych w
liczbie miejsc dziesiętnych w
najmniej dokładnym pomiarze.
najmniej dokładnym pomiarze.