Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.7: Спостереження та експерименти

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    56126

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як ви перевіряєте гіпотезу?

    При перевірці гіпотези необхідно робити спостереження або проводити експерименти. Поки що в цій концепції ми використовували наукові праці, які були опубліковані. Статті були доступні тому, що вчені збирали ці дані за допомогою наукового методу. Якби ми поставили нове питання, нам потрібно було б провести тестування самостійно. Як ви могли б зробити тестування самостійно?

    Тестування гіпотез

    Для перевірки гіпотези потрібні дані. Як ви збираєте дані? Здійснюючи спостереження або проводячи експерименти.

    Спостереження

    Спостереження можуть відбуватися на багатьох масштабах. Ви можете використовувати мікроскоп для спостереження за крихітними речами. Ви можете використовувати телескоп для спостереження віддалених речей у космосі. Щоб дізнатися про наслідки зміни клімату, можна було спостерігати за поверхнею Землі. Як би ви зробили спостереження за земною поверхнею? Ви можете зробити це з поверхні землі або з космосу. Багато важливих спостережень проводяться орбітальними супутниками. Ці супутники мають вид з висоти пташиного польоту про те, як змінюється планета (Малюнок нижче).

    Відступ льодовика Якобсхавн Ісбре в Гренландії з 2001 по 2004 рік

    Цей супутниковий знімок показує відступ льодовика Якобсхавн Ісбре в Гренландії з 2001-2004 рр.

    Спостереження робляться тоді, коли не представляється можливим проводити експерименти. Вчені відправляють прилади для здійснення спостережень в небезпечних місцях. Вони відправляють пристрої в місця, які важко перебувати людям. Наприклад, багато марсоходів побували на Марсі (рис. Нижче). Ймовірно, буде набагато більше, перш ніж перша людина потрапить туди.

    Зображення марсохода Curiosity на Марсі

    Портрет марсохода Curiosity, який приземлився на Марсі 5 серпня 2012 року.

    Експерименти

    Відповідь на деякі питання вимагає експериментів. Експеримент - це тест, який може бути проведений в польових умовах або в лабораторії. Експеримент завжди повинен проводитися в контрольованих умовах. Мета експерименту - перевірити гіпотезу. Дані експерименту дозволять перевірити або сфальсифікувати гіпотезу.

    Змінні

    В експерименті важливо змінити тільки один фактор. Всі інші фактори повинні бути збережені однаковими.

    • незалежна змінна: Коефіцієнт, який буде змінений.
    • залежна змінна: фактори, які залежать від незалежної змінної.

    Експеримент повинен мати контрольну групу. У контрольній групі нічого не змінюється. Він не піддається незалежної змінної. Наприклад, скажімо, ви хочете перевірити, чи запобігає вітамін С застуді. Ви збираєте велику кількість людей, щоб бути вашою групою зразків. Потім ви розділите групу зразків вгору. Деякі отримують вітамін С, а деякі - ні. Ті, хто не отримує вітамін С, є контрольною групою. Вітамін С є самостійною змінною.

    Чому експеримент повинен маніпулювати тільки однією змінною? Уявіть собі жінку, яка їсть дієту, важку на нездорову їжу. Вона має низьку енергію і каже, що вона просто не відчуває себе правильно. Вона вирішує змінити свій раціон. Вона вирізає молочні продукти, пшеницю, м'ясо і рафінований цукор. Вона також вирізає нездорову їжу. Вона відчуває себе краще! Вона наполягає на тому, що причиною її нового благополуччя є відсутність молочних продуктів, пшениці, м'яса, цукру. Але також можливо, що вона відчуває себе краще, тому що вона усунула нездорову їжу. Іншими словами, вона не знає, що змусило її почувати себе краще. Чи можливо, що саме усунення нездорової їжі змусило її почувати себе краще? Чи можливо це було ліквідувати пшеницю? М'ясо? Можливо, у неї непереносимість лактози, і це було молоко. Звичайно, це могло бути будь-яка з цих речей. Вона не знає, що саме змусило її почувати себе краще, тому що вона змінила занадто багато змінних. Як вона могла бути більш науковою щодо розуміння того, що саме було в її раціоні, що змушувало її почувати себе погано?

    Експериментальна помилка

    Вчені роблять багато вимірювань під час експериментів. Люди та обладнання можуть помилятися. Помилки часто неминучі. Це називається експериментальною помилкою. Помилки можуть бути пов'язані з використовуваним обладнанням. При цьому цифри завжди можуть бути перекошені в одну сторону. Наприклад, шкала завжди може вимірювати половину унції висоти. Люди також можуть робити помилки. Вимірювання може бути зроблено не точно. Наприклад, секундомір може бути зупинений занадто рано або занадто пізно. Але напевно не завжди в одному напрямку. Щоб виправити це, проводиться багато вимірів. Потім виміри усереднюються. Експерименти завжди мають похибку, пов'язану з ними.

    Резюме

    • Тестування гіпотези вимагає даних. Дані можуть бути зібрані спостереженнями або експериментами.
    • Спостереження можна зробити, просто подивившись і виміряючи явище. Спостереження також можна проводити за допомогою передових технологій.
    • Експерименти повинні бути добре продумані. Їх необхідно робити в контрольованих умовах. Слід маніпулювати лише однією змінною.
    • Помилки завжди можливі в людських починаннях. У вчених є способи зменшити вплив помилок на їх дані.

    Рецензія

    1. Коли вчений перевіряє гіпотезу за допомогою спостережень?
    2. Коли вчений перевіряє гіпотезу за допомогою експериментів?
    3. Яка різниця між незалежною змінною і залежною змінною в експерименті?

    Дізнатися більше

    Використовуйте ресурс нижче, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Що таке спостереження?
    2. Що таке висновок?
    3. Для кожного зображення в слайд-шоу (слайди з 14 по 24) перерахуйте спостереження, а потім висновок. Як ви можете відрізнити?