الدرس 3: أخطاء القياس Measurement Errors لا تخلو أيُّ عمليّةِ قياسٍ منَ الأخطاءِ، إذْ يوجدُ دائمًا عدمُ يقينٍ Uncertainty. إلى درجةٍ ما في القياساتِ التي نحصلُ عليها، إذْ لا نستطيعُ أنْ نُؤكّدَ بأنَّ قياساتِنا دقيقةٌ تمامًا مهما بلغتْ دقّةُ الأدواتِ المُستخدَمةِ في عمليّةِ القياسِ. وهذا يعودُ إلى أسبابٍ عدّةٍ يمكنُ إجمالُها بما يُسمَّى الأخطاءَ التجريبيّةَ .
الأخطاءَ التجريبيّةَ Experimental Errors
يشيرُ الخطأُ التجريبيُّ إلى الفرقِ بينَ القيمةِ المقاسة والقيمة الحقيقيةِ (الصحيحةِ) للكميّةِ الفيزيائيةِ. والأخطاءُ. التجريبيةُ بوجهٍ عامٍّ تُقسمُ إلى عشوائيةٍ ومنتظمةٍ.
الأخطاءُ العشوائيّةُ Random Errors
وهي الأخطاءُ التي لا تأخذُ نمطًا محدّدًا عندَ تكرارِ عمليةِ القياسِ تحتَ الظروفِ نفسِها، إذْ تكونُ بعضُ القيمِ (القياساتِ) أكبرَ منَ القيمةِ الحقيقيّـة ، وبعضُها الآخرُ أقلَّ، ولا يتكرّرُ مقدارُ الخطأِ نفسُه بتكرارِ التجربةِ (المحاولةِ).
ومنْ مصادرِ الأخطاءِ العشوائيّةِ،
1- التذبذباتُ (التقلّباتُ) Fluctuations في قراءاتِ أدواتِ القياسِ؛ مثلُ التذبذباتِ في قراءاتِ الأميترِ الرقمـي عنـد اسـتخدامه فـي قيـاس التيـار الكهربائـي في دارةٍ كهربائيّةٍ.
2- وقدْ تنجمُ الأخطاءُ العشوائيّةُ عنْ عواملَ تتعلّقُ بالبيئةِ المحيطةِ؛ مثلُ التباينِ في درجةِ حرارةِ المختبرِ في أثناءِ إجراءِ التجربةِ،
3- أو الناجمةِ عن تكرارِ القياساتِ منَ الشخصِ الذي يقومُ بعمليّةِ القياسِ، إذْ عندَما يُعيدُ الشخصُ قياسَ كميّةٍ فيزيائيّةٍ ما مرّاتٍ عدّةٍ، فإنَّه في كلِّ مرّةٍ يحصلُ غالبًا على قياسٍ مختلفٍ قليلاً عنِ الذي يسبقُه، مهما بلغتْ دقّةُ الأداةِ التي يستخدمُها. 4- وتنجمُ الأخطاءُ العشوائيّةُ أيضًا عنْ تقديرِ قراءةِ أداةِ القياسِ، ولاسيَّما في أدواتِ القياسِ المُدرَّجةِ، إذْ لا ينطبقُ المؤشرُ أحيانًا على أحدِ تدريجاتِ المقياسِ على نحوِ ما يظهرُ في الشكلِ ( 9)، ما يضطرُنا إلى تقديرِ قراءةِ. المقياس. | الشكل (9): عدم انطباق المؤشر على أحد تدريجات المقياسِ |
5- ومنْ مصادرِ الأخطاءِ العشوائيّةِ أيضًا، ما يُسمَّى بخطأِ زاويةِ النظرِ Parallax error ، عندَ أخذِ القراءاتِ المختلفةِ منْ جهتينِ متناظرتينِ، على نحوِ ما يظهرُ في الشكلِ ( 10 )، إذْ يعتمدُ القياس الذي نحصلُ عليهِ على الزاويةِ التي ننظرُ منها إلى التقاءِ قاعدةِ المسطرةِ معَ حافةِ الورقةِ المرادِ ُ قياسُ عرضِها.
والأخطاءُ. العشوائيّةُ تلازمُ أيَّ عمليّةِ قياسٍ، لكنْ يمكنُ التقليلُ من تأثيرِ هذهِ. الأخطاءِ عنْ طريقِ تكرارِ القياساتِ مرّاتٍ عدّةٍ، وأخذِ الوسطِ الحسابيِّ. لهذهِ القياساتِ.
