물리학실험 오차의 관한 물리학실험

물리학실험 오차의 관한 물리학실험

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본문 예비보고서 건설시스템공학과 201520480 이원용 2015년3월8일 조:4조 공동실험자: 정윤석, 신성수 담당조교: 김세진 조교 실험 제목: 측정과 오차 <실험목적> 이 실험은 측정값들로부터 오차를 추정하는 과정을 배우기 위한 것이다. 물리학이나 공학에서 측정되는 양들은 일반적으로 참값을 갖지만, 문제는 이 참값을 어떻게 발견하느냐 하는 것이다. 반면에 생물학에서는 측정되는 값 자체가 변하는 것이어서 평균값을 구하고 변화의 범위를 구함으로써 기술한다. 이 실험에서는 위의 두 경우에 대해 각각 한 가지의 실험을 한다. 또한 디지털 캘리퍼스의 사용법을 익히고, 직접 측정한 물리량들의 평균값과 표준오차로부터 간접 측정하는 물리량의 평균값과 표준오차를 계산하는 방법을 익힌다. <실험이론> 모든 측정값은 크든 작든 오차를 포함한다. 오차의 종류는 크게 분류하여 계통오차(systematic error) 와 우연오차 (random error) 로 나눈다. 계통오차는 주로 측정계기의 미비한 점에서 비롯되는 오차로, 예를 들면 열을 받아 늘어난 쇠자로 길이를 재거나 실제 값보다 작게 나오는 저울로 무게를 잴 때 발생하는 오차이다. 계통오차는 여러 번 측정하여 평균을 내어도 상쇄되지 않으나, 적어도 이론상으로는 그 크기를 측정하여 보정할 수 있다. 한편, 자로 길이를 재거나 저울로 무게를 잴 때, 때로는 실제 값보다 작게 또는 크게 측정하는 우연오차가 발생할 수 있다. 우연오차는 무질서(random)하게 발생하며, 오차론의 대상이 된다. 이 값들로부터 참값을 추정하는 좋은 방법은 평균값(mean value)을 구하는 것이다. 그러나 이 평균값이 어느 정도 정확한가 하는 정확도를 표시해 주어야 한다. 이러한 정확도를 표시해주기 위해선 편차(deviation)를 알아야 한다. 측정값에서 평균값을 뺀 값을 편차라고 한다. 또한 편차를 제곱하여 더한 값을 측정횟수 N(=8)보다 하나 작은 N-1(=7)로 나눈 값을 분산(dispersion)이라 한다. 이것의 제곱근이 표준편차 σ(standard deviation)이다. 이를 수식으로 나타내면 σ = sqrt SIGMA d _ i ^ 2 over N-1 이다. 오차론에서 표준편차 σ의 의미는 9번째로 측정을 했을 때 그 측정값이 x _ av ± σ 안에 들어올 확률이 68%가 됨을 의미한다. 또 x _ av ± 2 sigma 안에 들어갈 확률은 약 95%이다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 오차, 실험, 측정, 계통오차, 우연오차, 평균값