일반물리학 실험 - 오차론
[오차의 정의]
어떤 물리량을 측정할 때 측정값과 참값의 차이를 오차라 한다.
• 오차=참값-측정값
참값은 알 수 없는 경우가 대부분이며 협약에 의해서 정해진 참값(협정참값)을 사용하는 경우가 많다. 오차의 크기가 작을수록 측정이 정확한 것을 나타낸다. 참값을 알고 있는 경우에 측정값의 정확도를 상대오차로 나타내는데,
이고, 상대오차는 퍼센트로 표시한다.
[오차의 종류]
①계통 오차
계통 오차는 반복 측정에도 크기와 부호가 변하지 않는 오차이다. 오차의 크기와 부호를 추정할 수 있으므로 보정할 수 있다. 계통오차가 발생할 수 있는 원인으로는 다음과 같다.
•계기오차: 측정 계기의 불완전성 때문에 생기는 오차
•환경오차: 측정할 때 온도, 습도, 압력 등 외부환경의 영향으로 생기는 오차
•개인오차: 개인이 가지고 있는 습관이나 선입관이 작용하여 생기는 오차
②우연오차
측정자가 주의해도 피할 수 없는 불규칙적이고 우발적인 원인에 의해 발생하는 오차를 말한다. 우연오차의 크기는 추정을 하거나 통계적인 방법으로 결정이 된다. 여러 번 반복 측정하여 평균값을 사용함으로써 이와 같은 우연오차를 작게 할 수는 있으나 보정할 수는 없다.
③과실오차
계기의 취급부주의로 생기는 오차를 말한다. 예를 들면 척도의 숫자를 잘못 읽었다든지 계산을 틀리게 하여 생기는 오차이며 실험자가 충분히 주의하여 제거하여야 하는 오차이다.
[불확도]
측정을 할 때 측정 환경이나 측정 계기의 분해능에 의한 측정 한계 등으로 측정값은 항상 불확실성을 갖게 된다. 이 불확실한 정도를 나타내는 양을 불확도라고 하며, 측정 결과를 나타낼 때 일반적으로 측정 값±불확도의 형태로 측정값과 함께 표현을 한다. 불확도는 표준편차, 표준오차 또는 경험이나 다른 정보에 근거하여 가정한 확률분포로부터 값을 결정한다. 불확도를 나타낼 때는 불확도를 어떤 방법으로 구했는지를 알 수 있도록 해야 한다.
[측정값과 유효숫자]
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2014.09.26
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