Experiment

Această intrare sau secțiune despre știință nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citări din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Double Slit Experiment , unul dintre experimentele remarcabile ale fizicii experimentale moderne

Un experiment (din latinescul ex , „din” și perire , „ bâjbâit ”, „trece prin”) este realizarea unei operații empirice menite să confirme ipoteze sau să găsească legi referitoare la un fenomen observabil în orice domeniu al cunoașterii ( fizică , chimie , biologie , geologie , psihologie , economie etc.). Poate fi motivat pur și simplu de interesul de a observa evenimentele în profunzime pentru a îmbunătăți cunoașterea fenomenului sau de intenția de a studia, valida sau infirma o ipoteză în contextul unei teorii (sau a unui model ) în care fenomenul poate găsi explicații , sau oportunitatea de a îmbunătăți pe o bază empirică o soluție tehnică la o problemă practică.

Experiment și știință

Răspândind Rutherford

Experimentul Michelson-Morley

Experimentul lui Young

Experimentul stă la baza metodei experimentale introduse de Galileo Galilei .

Metoda experimentală se bazează pe următorii pași:

1. Colectare de informații;
2. Observarea fenomenului;
3. Alegerea (într-o anumită măsură arbitrară) a parametrilor cantitativi (de obicei mărimi fizice ) sau a caracteristicilor structurale (ale unui model fizic ) care trebuie măsurate printr-un instrument de măsurare ( observabil fizic );
4. Formularea de ipoteze , asupra parametrilor sau caracteristicilor, adecvate pentru explicarea sau interpretarea fenomenului;
5. Revizuirea sau formularea unei teorii sau a unui model care explică fenomenul, pe baza ipotezelor, într-un mod mai precis și / sau mai larg;
6. Efectuarea de experimente care verifică, validează sau infirmă teoria sau modelul propus.

În contextul unei discipline stabilite, un singur experiment care este discordant cu teoria este considerat capabil să o invalideze.

De exemplu, experimentul Michelson-Morley pentru măsurarea vitezei luminii în două cadre de referință diferite a condus la respingerea teoriei mecanice clasice și a deschis calea teoriei relativității . Acest experiment a arătat că viteza luminii este întotdeauna egală cu aproximativ 300.000 km / s, indiferent de sistemul de referință în care este măsurată.

Planificare

Planificarea unui experiment se referă la stabilirea modalităților pentru experiment pentru a genera date care să permită să se ajungă la concluzii fiabile. Planificarea implică mai multe aspecte:

1. În primul rând, este necesar să aveți o idee clară a obiectivului de urmărit. Acest obiectiv este atins prin specificarea ipotezei de verificat.
2. În a doua fază este necesar să se identifice consecințele ipotezei în contextul observațional. În această fază, variabilele care trebuie măsurate trebuie alese.
3. Următorul pas este de a stabili modul în care sunt colectate datele: câte măsurători să efectueze, câți subiecți (unități statistice) să se implice în studiu (de exemplu, în studiile clinice), cum să atribuiți tratamentele subiecților (de exemplu, prin randomizare), cum multe doze dintr-un compus de utilizat etc.

Acest ultim pas implică direct statistici , întrucât alegerile care trebuie făcute vizează limitarea efectului variabilității experimentale și, prin urmare, reducerea probabilității de a lua decizii greșite. În exemplul de mai jos, sunt prezentate raționamentul și considerațiile care stau la baza alegerii dimensiunii eșantionului.

Exemplu

Experimentul principiului lui Arhimede

Experiment ATLAS

Pentru a da un exemplu, să presupunem că trebuie să determinați dacă o monedă este bine echilibrată.
Experimentul constă în răsucirea monedei de un anumit număr de ori și verificarea ieșirilor feței marcate cu un cap. Întrebarea care se pune este cea a numărului de flip-uri care trebuie făcute pentru a verifica soldul monedei. Prin urmare, este vorba de planificarea experimentului sau de a decide cum va fi realizat. Numărul de aruncări va fi ales astfel încât concluziile trase să fie fiabile. Pentru a defini mai specific întrebarea, echilibrul poate fi exprimat printr-o ipoteză (numită ipoteză nulă ), adică:

H _o : p = 0,5 unde p este probabilitatea de a lovi capetele într-o aruncare.

În acest moment este clar că va fi necesar, de asemenea, să stabilim ce diferență față de p = 0,5 ne interesează să evidențiem. Un lucru este să stabiliți dimensiunea eșantionului pentru a evidenția o diferență între p = 0,5 și p = 0,51, altul pentru a stabili dimensiunea pentru a evidenția o diferență între p = 0,5 și p = 0,8. Această decizie se încadrează în așteptările cercetătorului. Să presupunem că, în opinia dumneavoastră, un posibil dezechilibru al monedei este în favoarea capurilor, deci p> 0,5. Dacă pentru orice valoare de p între 0,50 și 0,55 moneda poate fi considerată practic echilibrată, diferența care trebuie evidențiată este între 0,50 și 0,55. Ajungem la următorul sistem de ipoteze:

H _o : p = 0,50

H ₁ : p = 0,55

După cum se știe, la verificarea acestui sistem, apar două tipuri de erori: eroarea de tip 1 (cunoscută și sub numele de prima eroare de tip, care creează fals pozitive) sau declararea unei monede care nu este dezechilibrată ca dezechilibrată; eroare de tip 2 (numită și eroare de al doilea fel, care creează negative negative), declarând o monedă care nu este echilibrată. Probabilitățile de a face astfel de erori sunt legate de mărimea eșantionului. Presupunând că numărul de capete urmează o variabilă binomială X, putem determina probabilitatea erorilor de tip 1 α și tip 2 β în funcție de n. Presupunând că dorim să fixăm o probabilitate α sub 0,10, putem arăta că cu 500 aruncări obținem α = 0,09 și β = 0,17, acceptând H _sau dacă X ≤ 264. Prin planificarea unui număr de 500 aruncări avem deci șanse mari de ajungând la concluzii corecte. Dacă ați fi fost mai tolerant în ceea ce privește echilibrarea sau dacă ați fi acceptat o monedă cu p între 0,5 și 0,8 ca echilibrată, deja cu 20 de flip-uri ați fi obținut α = 0,06 și β = 0,09.

Experimente notabile

Articolele individuale sunt listate în categoria: Experimente științifice

Elemente conexe

Alte proiecte

• Wikicitată conține citate din sau despre experiment
• Wikționarul conține lema dicționar „ experiment ”
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre experiment

linkuri externe

• Fun Science Gallery - Colecție de experimente științifice ușor de realizat la funsci.com . Adus la 19 octombrie 2010 (arhivat din original la 2 noiembrie 2010) .

Portal Știință și tehnică : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Știință și tehnică