일반물리 및 일반화학실험- 예비레포트-오차론

목차

1. 정확도와 정밀도
2. 유효숫자
3. 오차계산
4. 최소제곱법

본문내용

2. 유효숫자
어떤 실험에서 측정값은 실험적 불확실성의 범위 내에서만 의미를 갖는다. 이러한 불확실 정도는 실험장치의 성능, 실험자의 능력, 실험 횟수 등 여러 가지 요인에 영향을 받는다. 측정값의 숫자 표현에서 정확도를 명확히 나타내기 위해 신뢰할 수 있는 범위의 자릿수만을 표시하는 방법이 유효숫자 표현이다. 예를 들면 12234의 경우 유효숫자는 5개, 4.22의 경우는 3개, 0.00234의 경우는 3개이다.
덧셈이나 뺄셈의 경우에는 소수점 아래의 자릿수를 고려하여 계산한 값의 유효숫자를 결정하여야 한다. 숫자를 더하거나 뺄 때, 결과에서의 소수점 이하 자릿수는 계산과정에 포함된 숫자 중 가장 작은 소수점 이하 자리수와 같아야 한다. 덧셈이나 뺄셈에서 유효숫자의 수를 줄여야 하는 경우에는 반올림을 한다. 예를 들어 123.456 + 123.1 = 0.356이 아닌 0.4이다.
곱셈이나 나눗셈의 경우에는 유효숫자의 개수에 유의하여 계산하여야 한다. 여러 개의 양을 곱하거나 나눌 때 계산값의 유효숫자는 곱하는 양 중에서 유효숫자의 개수가 가장 작은 것과 같게 한다. 예를 들어 23.5 x 34.11 = 801.585 가 아닌 8.02 x 10^2 이다.

3. 오차계산
실험값과 이론값의 차이는 실험장치의 오차나 실험자의 개인적인 실수로 인한 오차 때문에 나타난다. 실험에서 발생하는 오차를 줄이려면 항상 주의를 기울여 실험해야 한다. 일반적으로 오차는 실험장치의 부정확성에 기인한 계통오차, 반복측정할 때마다 다른 결과를 얻게 되는 측정값들의 변동에 기인한 통계오차로 구분할 수 있다. 측정오차는 반복측정에 의한 평균을 하면 줄일 수 있는데, 실험이 항상 같은 조건 하에서 반복적으로 이루어지도록 주의해야 한다. 아무리 주의해도 피할 수 없는 불규칙적이고 우발적인 원인에 의해 발생하는 오차를 우연오차라고 말한다. 우연오차의 크기는 추정을 하거나 통계적인 방법으로 결정이 된다. 여러 번 반복 측정하여 평균값을 사용함으로써 이와 같은 우연 오차를 작게 할 수는 있다. 단, 완전히 보정할 수는 없다.

참고 자료

물리학실험1, 물리학 실험교재 편찬위원회, 경북대학교 출판부, 18~20p
하이탑, 김봉래 저, 두산동아 58p