Chyby měření

Úvod
Představte si, že máte změřit délku válečku. Použijete posuvné měřítko a získáte určitou hodnotu. Pamětlivi přísloví provedete ještě jedno měření. Ale ouha! Výsledek je jiný. Co dělat? Měřit ještě jednou, desetkrát nebo kolikrát ještě? Jaká hodnota je ta pravá?
Jiná situace: Teorie praví, že ta a ta fyzikální veličina má nabývat určité hodnoty. Vaším úkolem je přesvědčit se o tom. Provedete měření. Velice pravděpodobně naměřená hodnota nebude stejná s teoretickou. Znamená to, že teorie neplatí?
Pro odpověď na tyto otázky se musíme obrátit na teorii chyb. Ta nám umožní ohodnotit kvalitu měření a na výše uvedené otázky odpovědět. Základním axiomem, který musíme vždy podržet v paměti je:
ŽÁDNÉ MĚŘENÍ NENÍ DOBRÝM MĚŘENÍM, POKUD NENÍ URČENA JEHO CHYBA.
(Pozn.: Můžeme, a často je to nutné, mluvit i o chybě teoretických výsledků. Tím se však zde nebudeme zabývat.)
Podrobný výklad teorie chyb zde není možný, uvedeme proto jen základní pojmy a výsledky této teorie.
Chybou měření ε budeme rozumět rozdíl mezi naměřenou hodnotou xm a skutečnou (pravou) hodnotou x měřené veličiny X. Je tedy ε = xm - x .
Problém je, že skutečnou hodnotu měřené veličiny neznáme a nemůžeme tedy takto chybu spočítat! (Pozor! Tabulková hodnota není skutečnou hodnotou! Je to také výsledek měření, a jako takový známý jen přibližně. Stejně není skutečnou hodnotou teoretická předpověď: skutečnost může být jiná než teorie předvídá.) Teorie chyb proto musí skutečnou hodnotu odhadnout a také odhadnout přesnost tohoto odhadu.