第 20 单元

测量数据与统计

每个测量结果都应该带着它的不确定度。这一单元从重复测定的离散出发,学习高斯分布、置信区间和学生 t 分布,用 t 检验、F 检验和格拉布斯检验判断差别是否真实,把玻璃仪器的允差传递到最终结果,最后亲手做一条校准曲线,报告未知样的浓度、置信区间和检出限。

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  1. 1 误差、平均值与高斯分布 两次滴定差了 0.08 mL,谁对?随机误差让结果散成一条钟形曲线,多测几次能让平均值收紧为原来的 1/√n——但对系统误差毫无办法。 25 分钟
  2. 2 置信区间与学生 t 分布 只测了四次,平均值能告诉你真值在哪?学生 t 分布给出诚实的置信区间,也告诉你为什么重复测定到一定次数后收益越来越小。 25 分钟
  3. 3 比较结果:t 检验、F 检验与离群值 瑞利的两种“氮气”相差 0.5 %,这个差别让他发现了氩。学会判断差别是否真实,以及一个可疑值能不能舍弃。 30 分钟
  4. 4 不确定度的传递 滴定管、移液管和标准溶液各有不确定度,它们怎样合成到最终的浓度里?加减看绝对不确定度,乘除看相对不确定度,对数与指数另有规则。 25 分钟
  5. 5 校准曲线与检出限 仪器只给出信号,浓度要靠校准曲线换算。最小二乘拟合、未知样的置信区间、残差图、检出限与定量限,以及对付基体效应的标准加入法。 30 分钟