物理化学的工具与方法

测量不确定度(measurement uncertainty)

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如果朋友告诉你一段路「大约30分钟」,他其实是在承认可能是25分钟或35分钟。每一次测量都带着同样诚实的「大约」。测量不确定度就是围绕一个测量值的那份疑虑的大小——它说的不只是你得到了什么,还有你对它有多确信。

更准确地说,测量不确定度是对被测量真值所在范围的一个量化估计。它通常报告为一个数值加减一个余量(例如25.0±0.2毫升)。它把通过重复测量发现的随机散布,与由仪器和方法判断出的系统效应汇集到一起。它不等同于错误或失误。

为什么重要:没有它,一个数字就很难用——你无法判断两个结果是否真有差别,也无法判断一次测量是否支持某个理论。一个提醒:不确定度是诚实的估计,而非保证;把余量报得太小会夸大你的把握,报得太大又会丢掉真实的信息。好的做法是清楚说明这个数字是怎么得出的。

两个实验室把一个反应的焓报告为-57.3±0.4 kJ/mol和-57.9±0.3 kJ/mol。它们的范围相互重叠,所以两个结果在不确定度之内是一致的——并不存在真正的矛盾。倘若不确定度小十倍,同样这两个数字就会预示着一处值得追查的真实分歧。

两个结果是否一致,取决于它们的不确定度,而不只是数字本身。

不确定度和误差常被混淆。误差是测量值与真值之间实际的(通常未知的)差距;不确定度则是我们对这一差距可能有多大的估计。而真正的失误——读错刻度、贴错烧瓶标签——两者都不是,也无法靠一个不确定度数字来弥补。

又称
测量不确定度測量不確定度误差范围