Peu importe la prudence avec laquelle vous effectuez vos expériences, il y aura probablement une erreur expérimentale. Que ce soit à travers les défis inhérents à la prise de mesures précises ou des problèmes avec votre équipement, évitez toute erreur est presque impossible. Pour contrer ce problème, les scientifiques font de leur mieux pour catégoriser les erreurs et quantifier toute incertitude dans les mesures qu'ils font. Trouver la différence entre les erreurs systématiques et aléatoires est un élément clé de l'apprentissage pour concevoir de meilleures expériences et pour minimiser les erreurs qui se glissent à travers.

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

Les erreurs systématiques résultent généralement d'un équipement mal calibré. Chaque mesure que vous prenez sera erronée du même montant car il y a un problème avec votre appareil de mesure. Les erreurs aléatoires sont inévitables et résultent de difficultés à prendre des mesures ou à essayer de mesurer des quantités qui varient avec le temps. Ces erreurs fluctueront mais se regrouperont généralement autour de la vraie valeur.

Qu'est-ce qu'une erreur aléatoire?

Une erreur aléatoire décrit les erreurs qui fluctuent en raison de l'imprévisibilité ou de l'incertitude inhérente à votre processus de mesure ou à la variation dans la quantité que vous essayez de mesurer.

Un scientifique qui mesure un insecte, par exemple, essayera de positionner l'insecte au point zéro d'une règle ou d'un bâton de mesure et de lire la valeur à l'autre extrémité . La règle elle-même ne mesurera probablement qu'au millimètre près, et lire ceci avec précision peut être difficile. Vous pouvez sous-estimer la taille réelle de l'insecte ou surestimer, en fonction de la façon dont vous lisez l'échelle et votre jugement quant à l'endroit où s'arrête la tête de l'insecte. L'insecte pourrait aussi se déplacer légèrement de la position zéro sans que vous réalisiez. Répéter la mesure plusieurs fois donne beaucoup de résultats différents à cause de cela, mais ils se regrouperaient probablement autour de la vraie valeur.

De même, prendre des mesures d'une quantité qui change d'un moment à l'autre conduit à une erreur aléatoire. La vitesse du vent, par exemple, peut s'accumuler et tomber à différents moments. Si vous prenez une mesure une minute, ce ne sera probablement pas exactement la même chose une minute plus tard. Encore une fois, les mesures répétées conduisent à des résultats qui fluctuent mais se regroupent autour de la valeur vraie.

Qu'est-ce qu'une erreur systématique?

Une erreur systématique est une erreur qui résulte d'un problème persistant et conduit à une cohérence erreur dans vos mesures. Par exemple, si votre ruban à mesurer a été étiré, vos résultats seront toujours inférieurs à la valeur réelle. De même, si vous utilisez des échelles qui n'ont pas été mises à zéro auparavant, il y aura une erreur systématique résultant de l'erreur dans l'étalonnage (par exemple, si un vrai poids de 0 se lit comme 5 grammes, 10 grammes se liront comme 15 et 15 grammes se liront comme 20).

Autres différences entre les erreurs systématiques et aléatoires

La principale différence entre les erreurs systématiques et aléatoires est que les erreurs aléatoires conduisent à des fluctuations autour de la vraie valeur en tant que résultat de la difficulté à prendre des mesures, alors que des erreurs systématiques conduisent à des écarts prévisibles et cohérents par rapport à la valeur réelle due à des problèmes d'étalonnage de votre équipement. Cela conduit à deux différences supplémentaires qui méritent d'être notées.

Les erreurs aléatoires sont essentiellement inévitables, alors que les erreurs systématiques ne le sont pas. Les scientifiques ne peuvent pas prendre de mesures parfaites, peu importe comment ils sont qualifiés. Si la quantité que vous mesurez varie d'un moment à l'autre, vous ne pouvez pas la faire cesser de changer pendant que vous prenez la mesure, et peu importe la précision de votre échelle, la lire avec précision pose toujours un défi. Les bonnes nouvelles sont que la répétition de votre mesure plusieurs fois et en prenant la moyenne minimise efficacement ce problème.

Les erreurs systématiques peuvent être difficiles à repérer. C'est parce que tout ce que vous mesurez sera erroné par le même montant (ou un montant similaire) et vous ne réaliserez peut-être pas qu'il y a un problème. Cependant, contrairement aux erreurs aléatoires, ils peuvent souvent être évités complètement. Calibrez votre équipement correctement avant de l'utiliser, et les erreurs systématiques seront beaucoup moins probables.