Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Экспериментальных данных






     

    В любой конечной серии измерений нельзя точно определить ни истинное среднее значение, ни дисперсию распределения, которые соответствуют бесконечному множеству измерений.

    По результатам n измерений величины X можно дать лишь оценку истинного среднего значения дисперсии неизвестного распределения, считая приближённо, что экспериментально полученные значения равны истинным.

    Для распределения, описываемого законом Пуассона, вычисляемая дисперсия равна

    . (6)

    Положительное значение квадратичного корня из дисперсии является средним квадратичным отклонением случайной величины, которая таким образом равна корню квадратному из среднего значения:

    . (7)

    Это означает, что результаты отдельных измерений с вероятностью, близкой к 2/3, попадут в пределы . Относительная погрешность будет равна

    ; (8)

     

    . (9)

    Таким образом, чтобы, например, определить среднее число событий с точностью 10 % (s = 0, 1), нужно зафиксировать 100 событий, а чтобы определить среднее значение с точностью 1 %, необходимо зафиксировать около 10 000 событий.

    Если проведено l серий измерений случайной величины X, причем в каждой из l серий величина X измерялась по m раз и по каждым m измерениям получена X ср, то средние значения X ср распределены около X ист по нормальному закону с дисперсией D (х) = D (Xl)/ l, т. е. при усреднении по l сериям измерений дисперсия уменьшается в l раз.

    В случае только одного измерения величины X выборочное среднее можно принять равным этому значению: X срX. При этом дисперсия оказывается неопределённой, поскольку неизвестен разброс экспериментальных данных.

    Однако если можно предположить, что величина X описывается распределением Пуассона (а в большинстве экспериментов в ядерной физике это справедливо), то оценкой дисперсии является

    .

    Часто малый объем экспериментального материала (небольшая серия измерений) не позволяет с высокой точностью указать истинные значения X ср и s. В этом случае доверительный интервал подсчитывается с помощью так называемых коэффициентов Стьюдента, для которых имеются специальные таблицы (таблица 1).

     

    Таблица 1

    Коэффициенты Стьюдента

     

    Число измерений Доверительная вероятность
    0, 5 0, 7 0, 9 0, 995
      1, 0 2, 0 6, 3  
      0, 82 1, 3 2, 9 4.3
      0, 77 1, 3 2, 4 3, 2
      0, 74 1, 2 2, 1 2, 8
      0, 73 1, 1 2, 0 2, 6
      0, 72 1, 1 1, 9 2, 5
      0, 71 1, 1 1, 9 2, 4
      0, 71 1, 1 1, 9 2, 3
      0, 70 1, 1 1, 8 2.3
      0, 67 1, 0 1, 6 2, 0

     

     

    Результат при этом записывается следующим образом:

    , (10)

    где ; – предполагаемые среднее и среднеквадратичное отклонение, рассчитанные по результатам малого числа измерений; С β n – коэффициент Стьюдента; β – доверительная вероятность (иногда в таблицах указывается величина 1 – β = a – так называемый уровень значимости).

    В большинстве экспериментов искомая величина представляет комбинацию из нескольких непосредственно определяемых случайных величин, связанных сложными соотношениями.

    Если искомая величина Z связана с несколькими непо-средственно измеренными величинами X 1, X 2, …, Хm функцией Z = f (X 1, X 2, …, Хm), то можно сказать, что

    . (11)

    Это соотношение справедливо при выполнении двух условий – малости по сравнению с xi и независимости xi друг от друга.

    Практическое следствие этого соотношения: для создания оптимальных условий основные усилия должны быть направлены на совершенствование наименее точных измерений.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.