Fiziksel bir miktarı ölçerken, elde edilen değerin kesin gerçek değer olmasını beklemiyoruz. Sonucun gerçek değer ne kadar yakın olabileceğine dair bir tür gösterge vermek, yani ölçümlerin güvenilirliğinin kesinliğinin bir göstergesi olmak önemlidir. Fizikte bunu, sonuç değeri ile birlikte bir hata tahmini ekleyerek yaparız. Sonuçları analiz ederken, hata kaynaklarını ve bu kaynakların sonuçları nasıl etkilediğini dikkate almak önemlidir. Ölçümlerin hataları ve belirsizliği her zaman dolaylı olarak tahmin edilir ve hesaplamalar bazı varsayımlar içerir. Hatalar, sistematik ve rastgele hatalar olmak üzere iki ana türe ayrılabilir. Sistematik bir hata, aynı ve aynı miktarda tekrarlanan ölçümlerde sabit kalan veya düzenli bir şekilde değişen hatadır. Aksine, rastgele bir hata değişen ve pozitif veya negatif olması muhtemel olan hatadır. İkisi arasındaki bazı önemli farklılıklara bir göz atalım.
Sistematik hata, her seferinde aynı yönde meydana gelen hatadır ve bir veya aynı miktarda tekrarlanan ölçümlerde sabit kalır veya düzenli bir şekilde değişir. Sistematik bir hata bir dizi okuma boyunca sabit kalır ve ölçülen miktarın kabul edilen veya tahmin edilen değerden uzaklaşmasına neden olur. Sistematik hatalar, deneysel düzenleme teoride varsayılandan farklı olduğu için oluşur ve bu farkı dikkate alan düzeltme faktörü göz ardı edilir. Birçok durumda, bu tür hatalar deney aparatındaki bazı kusurlardan kaynaklanır. Sistematik hata, uygun teknik kullanılarak, ekipman kalibre edilerek ve standartlar kullanılarak giderilebilir.
Adından da anlaşılacağı gibi, rastgele hata, rastgele bir şekilde değişen ve toplam deneysel süreçte öngörülemeyen ve bilinmeyen varyasyonlar tarafından üretilen hatadır. Tutarsız ve aynı büyüklükte veya yönde tekrarlamayan her türlü hata tesadüfi bir hata olarak kabul edilir. Gulliksen, rastgele hatayı istatistiksel olarak ortalama hata, hata ile gerçek puan arasındaki korelasyon ve hatalar arasındaki korelasyon açısından sıfır olarak tanımlar. Örneğin, rüzgar hızı zaman içinde farklı noktalarda düşebilir ve toplanabilir ve sonuçlarda değişikliklere neden olabilir. Aynı koşullar altında tekrar tekrar aynı koşullar altında ölçümler yapılarak rastgele hata bulunur.
Hatalar, sistematik ve rastgele hatalar olmak üzere iki ana türe ayrılabilir. Sistematik hata, adından da anlaşılacağı gibi, gerçek ölçüm değerinden sabit bir miktarda sapan tutarlı, tekrarlanabilir bir hatadır. Sistematik hata, ölçüm cihazının hatası nedeniyle her seferinde aynı yönde meydana gelen hatadır. Aksine, tutarsız olan ve şans eseri dışında aynı büyüklükte veya yönde tekrarlamayan her türlü hata rastgele bir hata olarak kabul edilir. Rastgele hatalara bazen istatistiksel hatalar denir.
Rastgele hatalar, aynı koşullar altında aynı sayıda kez ölçüm yapılarak keşfedilir ve doğal dünyanın doğasında var olan değişkenliği ve herhangi bir ölçüm yapılmasını içerirler. Diğer yandan, sistematik hatalar, belirli bir sonucun farklı bir yöntem kullanılarak gerçekleştirilen aynı miktardaki bir ölçüm ile karşılaştırılması veya daha doğru bir ölçüm aleti kullanılarak deneysel olarak keşfedilebilir. Sistematik hatalar sürekli olarak gerçek değerin üstünde veya sürekli olarak gerçek değerin altında sonuçlar verir.
Sistematik hatalar tutarlıdır ve deney aparatındaki bazı kusurlardan veya kusurlu deney tasarımından kaynaklanır. Bu tür hatalar, ölçüm sırasında bireyler tarafından yanlış kullanılan hatalı ölçüm cihazlarından veya yanlış kalibre edilmiş aletlerden kaynaklanır. Sistematik hataların rastgele hatalardan daha tehlikeli olduğuna inanılmaktadır. Diğer yandan, rastgele hatalar, bir ölçüm cihazının okumalarındaki öngörülemeyen değişikliklerden veya bir gözlemcinin enstrümantal okumayı yorumlayamamasından kaynaklanır.
Sistematik hatalar uygun teknik, ekipman kalibrasyonu ve standartlar kullanılarak giderilebilir. Sistematik hatalar genellikle hatalı insan yorumlamaları veya deneyler sırasında ortamdaki değişiklikler tarafından tamamen ortadan kaldırılması zor olarak üretilir. Aynı cihazla tekrarlanan ölçümler sistematik bir hatayı ortaya çıkarmaz ve ortadan kaldırmaz. Prensip olarak, tüm sistematik hatalar ortadan kaldırılabilir, ancak herhangi bir ölçümde her zaman bazı rastgele hatalar kalır. Ancak rastgele hatalar, çok sayıda gözlemin ortalaması alınarak azaltılabilir..
Prensip olarak, tüm sistematik hatalar ortadan kaldırılabilir, ancak herhangi bir ölçümde her zaman bazı rastgele hatalar kalır. Ancak rastgele hatalar, çok sayıda gözlemin ortalaması alınarak azaltılabilir. Sistematik hatalar genellikle hatalı insan yorumlamaları veya deneyler sırasında ortamdaki değişiklikler tarafından tamamen ortadan kaldırılması zor olarak üretilir. Bu yüzden sistematik hatalar rastgele hatalardan daha tehlikelidir. Bununla birlikte, sistematik hatalar uygun teknik, ekipman kalibrasyonu ve standartlar kullanılarak giderilebilir..