化学分析中的统计学

标准偏差

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想象两名弓箭手,平均而言都射中了靶心。一个人的箭支支都聚成紧紧一簇;另一个则撒得满靶皆是。他们的平均落点一样,可显然并不一样可靠。标准偏差就是用一个数捕捉这种差别:箭落在靶心周围有多分散。

对于一组测量值,标准偏差告诉你单次读数离平均值通常有多远。你把每个读数与平均值的差求出来,平方,取平均,再开方——开方让结果回到原来的单位。标准偏差小,说明测量值挤在一起;标准偏差大,说明它们散得很开。

它之所以重要,是因为它是衡量精密度的日常标尺:它说明一个方法有多可重复,而不管它有没有打中正确答案。但有个微妙却重要的提醒——标准偏差小只能证明结果彼此一致,并不能证明它们正确。一个带系统偏差的方法可以精密得漂亮,却依然是错的。

甲实验室报告铜含量 64.0%,标准偏差 0.1%;乙实验室报告同样的 64.0%,但标准偏差 2.0%。两者平均值相同,可甲实验室的测量值要紧密二十倍。

平均值相同,离散却大不相同——标准偏差把它们区分开来。

当你手头只有少数几个测量值的样本时,平方差之和要除以 n 减 1(即自由度),而不是除以 n,这样对真实离散程度的估计才不会偏小。

又称
SDs标准差標準差