خطأ منهجي: كيف نحسبه ، في الكيمياء ، في الفيزياء ، أمثلة - كيمياء - 2025

في خطأ منهجي هو واحد الذي هو جزء من التجريبية أو أخطاء الرصد (أخطاء القياس)، والذي يؤثر على دقة النتائج. يُعرف أيضًا باسم الخطأ المحدد ، حيث يمكن اكتشافه والقضاء عليه في معظم الأوقات دون تكرار التجارب.

من الخصائص المهمة للخطأ المنهجي أن قيمته النسبية ثابتة ؛ أي أنها لا تختلف مع حجم العينة أو سمك البيانات. على سبيل المثال ، بافتراض أن قيمتها النسبية هي 0.2٪ ، إذا تكررت القياسات في نفس الظروف ، فسيظل الخطأ دائمًا 0.2٪ حتى يتم تصحيحه.

في المختبر ، ينتهي الأمر بتقنية سيئة أو خطوة خاطئة بأي طريقة إلى أن تصبح خطأ منهجيًا يؤثر على دقة النتائج. المصدر: Jarmoluk عبر Pixabay.

بشكل عام ، يكون الخطأ المنهجي عرضة للتعامل غير المناسب مع الأدوات ، أو الفشل الفني من قبل المحلل أو العالم. يتم اكتشافه بسهولة عند مقارنة القيم التجريبية بقيمة قياسية أو معتمدة.

تحدث أمثلة هذا النوع من الأخطاء التجريبية عندما لا يتم معايرة الأرصدة التحليلية ومقاييس الحرارة والمقاييس الطيفية ؛ أو في الحالات التي لا يتم فيها إجراء قراءة جيدة للقواعد أو الأسطوانات أو الأسطوانات المتدرجة أو السحابات.

كيف تحسب الخطأ المنهجي؟

يؤثر الخطأ المنهجي على الدقة ، مما يتسبب في أن تكون القيم التجريبية أعلى أو أقل من النتائج الفعلية. يُفهم أن النتيجة أو القيمة الحقيقية هي تلك التي تم التحقق منها بشكل شامل من قبل العديد من المحللين والمختبرات ، لتأسيس نفسها كمعيار للمقارنة.

وهكذا ، بمقارنة القيمة التجريبية بالقيمة الحقيقية ، يتم الحصول على فرق. كلما زاد هذا الاختلاف ، زادت القيمة المطلقة للخطأ المنهجي.

على سبيل المثال ، افترض أن 105 سمكة تم عدها في حوض ، ولكن من المعروف مسبقًا أو من مصادر أخرى أن الرقم الحقيقي هو 108. وبالتالي فإن الخطأ النظامي هو 3 (108-105). نواجه خطأ منهجيًا إذا حصلنا بتكرار عدد الأسماك على 105 سمكة مرارًا وتكرارًا.

ومع ذلك ، فإن الأهم من حساب القيمة المطلقة لهذا الخطأ هو تحديد قيمته النسبية:

الخطأ النسبي = (108-105) 108

= 0.0277

عندما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية ، لدينا 2.77٪. أي أن خطأ التعداد له وزن 2.77٪ من العدد الحقيقي للأسماك. إذا كان الخزان يحتوي الآن على 1000 سمكة ، واستمر في عدهم يسحبون نفس الخطأ النظامي ، فسيكون هناك 28 سمكة أقل مما كان متوقعًا ، وليس 3 سمكة كما يحدث مع الخزان الأصغر.

الثبات والتناسب

عادة ما يكون الخطأ المنهجي ثابتًا ومضافًا ومتناسبًا. في المثال أعلاه ، سيظل الخطأ 2.77٪ ثابتًا طالما تكررت القياسات في نفس الظروف ، بغض النظر عن حجم حوض السمك (الذي يلامس حوض السمك بالفعل).

لاحظ أيضًا تناسب الخطأ المنهجي: فكلما زاد حجم العينة أو سمك البيانات (أو حجم الخزان وعدد الأسماك فيه) ، زاد الخطأ المنهجي. إذا كان الحوض يحتوي الآن على 3500 سمكة ، فسيكون الخطأ 97 سمكة (3500 × 0.0277) ؛ يزداد الخطأ المطلق ، لكن قيمته النسبية ثابتة وثابتة.

إذا تضاعف الرقم ، هذه المرة مع حوض سمك 7000 ، فسيكون الخطأ 194 سمكة. وبالتالي فإن الخطأ المنهجي ثابت ومتناسب أيضًا.

هذا لا يعني أنه من الضروري تكرار عدد الأسماك: يكفي معرفة أن العدد المحدد يتوافق مع 97.23٪ من إجمالي الأسماك (100-2.77٪). من هناك ، يمكن حساب العدد الحقيقي للأسماك بضربه في العامل 100 / 97.23

على سبيل المثال ، إذا تم إحصاء 5200 سمكة ، فسيكون العدد الفعلي 5348 سمكة (5200 × 100 / 97.23).

خطأ منهجي في الكيمياء

في الكيمياء ، تحدث الأخطاء المنهجية عادة بسبب الوزن السيئ بسبب عدم معايرة التوازن ، أو بسبب القراءة السيئة للأحجام في المواد الزجاجية. على الرغم من أنها قد لا تبدو كذلك ، إلا أنها تؤثر على دقة النتائج ، لأنه كلما زاد عددها ، زادت آثارها السلبية.

على سبيل المثال ، إذا لم تتم معايرة الميزان بشكل جيد ، وفي تحليل معين كان من الضروري إجراء عدة أوزان ، فإن النتيجة النهائية ستكون أبعد وأبعد مما هو متوقع ؛ سيكون أكثر دقة. يحدث الشيء نفسه إذا كان التحليل يقيس باستمرار الأحجام باستخدام سحاحة تكون قراءتها غير صحيحة.

بصرف النظر عن الميزان والمواد الزجاجية ، يمكن للكيميائيين أيضًا ارتكاب أخطاء في التعامل مع موازين الحرارة ومقاييس الأس الهيدروجيني ، في سرعة التحريك ، في الوقت المطلوب لحدوث التفاعل ، في معايرة أجهزة قياس الطيف الضوئي ، بافتراض درجة نقاء عالية في عينة أو كاشف ، إلخ.

يمكن أن تكون الأخطاء المنهجية الأخرى في الكيمياء عندما يتم تغيير الترتيب الذي يتم فيه إضافة الكواشف ، أو عندما يتم تسخين خليط التفاعل إلى درجة حرارة أعلى من تلك الموصى بها بواسطة الطريقة ، أو عندما لا تتم إعادة بلورة ناتج التوليف بشكل صحيح.

خطأ منهجي في الفيزياء

في مختبرات الفيزياء ، تكون الأخطاء المنهجية أكثر تقنية: أي معدات أو أداة بدون معايرة مناسبة ، أو تطبيق جهد خاطئ ، أو ترتيب خاطئ للمرايا أو الأجزاء في التجربة ، مما يضيف الكثير من اللحظات إلى شيء يجب أن يسقط بسبب تأثير الجاذبية ، من بين تجارب أخرى.

لاحظ أن هناك أخطاء منهجية تنشأ من عيب آلي ، وأخرى من النوع التشغيلي ، أو نتاج خطأ من جانب المحلل أو العالم أو الفرد المعني الذي يقوم بعمل ما.

أمثلة على الخطأ المنهجي

سيتم ذكر أمثلة أخرى للأخطاء المنهجية أدناه ، والتي لا يجب بالضرورة أن تحدث داخل المختبر أو في المجال العلمي:

- ضعي الكعك في الجزء السفلي من الفرن ، مع تحميصه أكثر مما هو مرغوب فيه

- الموقف السيئ عند الجلوس

- احكم غلق وعاء المخاوي فقط بسبب نقص القوة

- لا تنظف المكواة البخارية لماكينات القهوة بعد تركيب أو تسخين الحليب

-استخدمي أكواب بأحجام مختلفة عند اتباع وصفة معينة أو عند الرغبة في تكرارها

- تريد جرعة أشعة الشمس في الأيام المظللة

-قم بتنفيذ عمليات الذقن على القضبان مع رفع كتفيك نحو أذنيك

-لعب أغانٍ متعددة على الجيتار دون ضبط أوتارها أولاً

- تقلى الفطائر بكميات غير كافية من الزيت في مرجل

-إجراء معايرة حجمية لاحقة دون توحيد محلول المعايرة مرة أخرى

المراجع

1. داي ، ر. ، أندروود ، أ. (1986). الكيمياء التحليلية الكمية. (الطبعة الخامسة). بيرسون برنتيس هول.
2. هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (11 فبراير 2020). خطأ عشوائي مقابل. خطأ منهجي. تم الاسترجاع من: thinkco.com
3. بودنر ريسيرتش ويب. (سادس). أخطاء. تم الاسترجاع من: chemed.chem.purdue.edu
4. Elsevier BV (2020). خطأ منهجي. ScienceDirect. تم الاسترجاع من: sciencedirect.com
5. سيبولفيدا ، إي (2016). أخطاء منهجية. تم الاسترجاع من الفيزياء على الإنترنت: fisicaenlinea.com
6. ماريا إيرما غارسيا أورداز. (سادس). مشاكل خطأ القياس. جامعة ولاية هيدالغو المستقلة. تم الاسترجاع من: uaeh.edu.mx
7. ويكيبيديا. (2020). خطأ في الملاحظة. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
8. جون سبيسي. (2018 ، 18 يوليو). 7 أنواع من الخطأ المنهجي. تم الاسترجاع من: simplicable.com