どのくらい？どこまで？実験物理でのデータの信用度

大学で物理を学ぶ上で気になるのがデータの信用度かもしれません。

実験をよく行うけれど、一体どのくらい信用していいものなのか、また高校物理との違いはあるのかなど、疑問に思うことは多々あるはずです。

今日は、大学物理での実験データの信用度について詳しく解説します。

ぜひ最後までお読みください。

【大学物理の基本的な考え方】

実験物理には、大学物理の基本的な考え方が背景にあります。

実験物理では、「その値は正しいか、正しくないか」ということよりも、「どの範囲までなら正しいといえるのか」を問います。

数値のよさによって信用度は決まるものではなく、大学物理の実験でのデータの信用度は、その数値がどこまで客観的に見て正しいのかを誤差と再現性で示せているかです。

これが高校物理との考え方の大きな違いの1つでもあります。

【大学物理での信用できるデータとは】

では、大学物理で得られるデータはどのくらい信用できるのか、またどのようなデータなら信用できるのか解説します。

≪誤差を定量的に示すか≫

物理を学ばない人にとっては、「100が出た→100が正しい」になります。

でも大学物理ではそうではなくて、「100が出た→98～102くらいの範囲で正しいといえる」になります。

この範囲を示すかどうかが重要で、逆にいうと誤差を書けないデータは信用度は低いということになります。

≪誤差の種類をしっかり区別するか≫

「誤差」とはいっても、例えば、単なるばらつきや装置の特徴からくる誤差などもあります。

前者なら回数を増やせばその誤差は減るでしょうし、後者は基本的に変わりません。

体重計に乗っても60.0キロのこともあれば、59.8キロ、60.3キロのこともあるでしょう。

大学物理の実験では、誤差があることよりも「どのような誤差か」をしっかり説明できるかが信用できるデータにつながるのです。

≪偶然を発生させない再現性≫

その示したデータは誰がどのような条件下で行っても同じようになるか、です。

他人が同じ手順で行ったら別の結果になったり、同条件で何回か行うと別の範囲になったりするのは信用できるデータではありません。

再現しないデータは単なる偶然ということになります。

≪失敗を説明できるか≫

実験を行い、実験条件の不備や誤差の見落としなどでうまくいかない場合、それは失敗になるかもしれません。

でも、それをしっかり説明できるかが重要で、なぜそうなるかを納得させられたらOKです。

【まとめ】

いかがでしたか？今日は、大学物理に関する内容でした。

物理学科などに在籍する学生は日頃から実験を行う機会は多いかもしれませんが、そのデータの信用度合いについてはそこまで深く考えたことはないかもしれません。

今日ここでご紹介したように高校までの物理との違いも関係しており非常に興味深い内容になったかと思います。

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