Gli errori di misura

Gli errori di misura sono deviazioni inevitabili tra il valore misurato e il valore reale di una grandezza, causate da limiti nello strumento o nel metodo utilizzato. Si dividono in errori accidentali (o casuali) ed errori sistematici.

Quando svolgiamo un esperimento scientifico, uno degli obiettivi principali è misurare con precisione una grandezza fisica, che si tratti della lunghezza di un oggetto, del peso di una sostanza o del tempo di un fenomeno.

Tuttavia, il risultato di ogni misurazione è sempre soggetto a una certa dose di incertezza.

Questa incertezza, o errore, è influenzata sia dal tipo di strumento utilizzato sia dal metodo di misurazione adottato.

Pertanto, ogni volta che misuriamo qualcosa, è fondamentale saper gestire e ridurre al minimo gli errori, per avvicinarci quanto più possibile al valore “vero” della grandezza che intendiamo quantificare.

Tipi di errori: sistematici e accidentali

Gli errori di misura si suddividono principalmente in due categorie: errori sistematici ed errori accidentali.

Comprendere la differenza tra questi due tipi di errore è fondamentale per sviluppare strategie mirate di riduzione e gestione dell’errore.

• Errori sistematici
  Gli errori sistematici sono quelli che derivano da difetti presenti nello strumento di misura o da imprecisioni nel procedimento di misura che stiamo utilizzando. Quindi, un errore sistematico tende a presentarsi sempre nello stesso senso in ogni misurazione: o per eccesso o per difetto.

  Ad esempio, se uno strumento, come una bilancia, non segna lo zero esatto quando è vuoto, ogni misura effettuata risulterà errata, poiché parte da un punto di riferimento falsato. Un termometro tarato per misurare temperature ambientali normali potrebbe risultare impreciso se viene utilizzato a temperature estreme, ecc.

  Per limitare gli errori sistematici, lo sperimentatore può intervenire calibrando o sostituendo lo strumento e migliorando il metodo di misura. Un'altra tecnica consiste ripetere più volte le misurazioni con diversi strumenti di misura. Questo lavoro preventivo aiuta a ottenere risultati più accurati e vicini al valore reale della grandezza.
• Errori accidentali (o casuali)
  Gli errori accidentali derivano da variabili imprevedibili e fluttuazioni casuali. A differenza degli errori sistematici, questi non possono essere completamente eliminati, poiché sono il risultato di fattori esterni e del caso (es. errori umani, variazioni ambientali, ecc.).

  Ad esempio, se stiamo misurando la lunghezza di un tavolo e il righello non è perfettamente allineato, il risultato può variare leggermente dopo ogni misura. In molti esperimenti è necessario avviare o fermare un cronometro in modo preciso. Tuttavia, anche il minimo ritardo umano può influire sul risultato finale. Un cambiamento improvviso della temperatura, della pressione o dell’umidità può influire sulla misura della temperatura, ecc. 

  Gli errori accidentali sono detti anche errori statistici perché si distribuiscono casualmente, talvolta sopra e talvolta sotto il valore vero. Spesso la distribuzione casuale degli errori accidentali segue una curva normale, o “a campana” o "curva di Gauss", che descrive come la maggior parte dei risultati si distribuisca attorno al valore medio, mentre valori estremi sono meno frequenti.
  
  Quindi, un modo efficace per ridurli è aumentare il numero delle misurazioni e calcolare la media dei risultati ottenuti. La ripetizione della misura riduce l’effetto delle variazioni accidentali e avvicina il valore medio a quello reale della grandezza.

In conclusione, gli errori di misura sono una componente inevitabile di qualsiasi sperimentazione scientifica.

Tuttavia, anche se non possono essere eliminati del tutto, possiamo gestire e ridurre gli errori per assicurarci che i risultati siano accurati e affidabili.