Bài mở đầu: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁC PHÉP TÍNH SAI SỐ
1. KHÁI NIỆM VỀ CÁC PHÉP ĐO
Những tính chất vật lý của vật thể, của trường đều được đặc trưng bởi những đại lượng vật lý. Mục tiêu của các thí nghiệm vật lý là xác định các đại lượng vật lý một cách định lượng, tức là phải đo đạc, thu được các giá trị bằng số của các đại lượng vật lý đó.
1.1. Khái niệm về phép đo
Trong vật lý, phép đo (measurement) là so sánh giữa đại lượng vật lý cần đo với đại lượng vật lý cùng thể loại, nhưng ở những điều kiện tiêu chuẩn (thường là không thay đổi theo thời gian) gọi là đơn vị đo. Việc đo này đem lại một con số thể hiện mối liên hệ về độ lớn giữa đại lượng cần đo với đơn vị đo.
1.2. Phân loại phép đo
Về phương diện toán, người ta chia các phép đo thành hai loại: trực tiếp và gián tiếp.
1.2.1. Phép đo trực tiếp
Phép đo trực tiếp là phép đo trong đó ta đọc kết quả trực tiếp trên dụng cụ đo.
1.2.2. Phép gián tiếp
Phép đo gián tiếp là phép đo mà kết quả đo được xác định thông qua những biểu thức liên hệ giữa đại lượng cân đo với những đại lượng được đo trực tiếp hoặc gián tiếp trước đó. Tuy nhiên, một số phép đo trực tiếp thực chất là phép đo gián tiếp.
2. KHÁI NIỆM VỀ SAI SÓ PHÉP ĐO
Khi đo nhiều lần cùng một đại lượng, dù cẩn thận đến mấy, kết quả giữa các lần đo cũng có sự khác nhau. Điều đó chứng tỏ rằng trong kết quả đo được luôn luôn có sai số và kết quả chúng ta nhận được chỉ là giá trị gần đúng.
Xác định giá trị thực của một đại lượng vật lý với sự chính xác tuyệt đối là không thể, mà ta chỉ có thể xác định được giá trị thực của đại lượng đó nằm trong khoảng tin cậy là bao nhiêu. Ví dụ: phép đo thời gian thu được kết quả t = (2,5 ± 0,1).10° (s) tức là thời gian t nằm trong khoảng từ 2,4 s đến 2,6 s.
2.1. Định nghĩa sai số phép đo
Sai số phép đo là giá trị chênh lệch giữa giá trị đo được hoặc tỉnh được và giá trị thực hay giá trị chính xác của một đại lượng cần đo.
2.2. Nguyên nhân gây ra sai số phép đo
Các nguyên nhân chính gây ra sai số phép đo:
– Do phương pháp đo lường không chính xác.
Do thiết bị đo không chính xác.
Do sự vụng về hay khéo léo của người đo.
Do các yếu tố bên ngoài tác động đến phép đo.
2.3. Phân loại sai số
Sai số của phép đo có thể được phân loại theo cách thể hiện bằng số, theo nguyên nhân gây ra sai số hoặc quy luật xuất hiện sai số.
