有效數(shù)字
significant figure
定義:對(duì)于所記錄的沒有小數(shù)位且以若干個(gè)零結(jié)尾的數(shù)值,從非零數(shù)字最左一位向右數(shù)得到的位數(shù)減去無效零(僅為定位用的零)的個(gè)數(shù);對(duì)于其他的十進(jìn)位數(shù)從非零數(shù)字最左一位向右數(shù)得到的位數(shù)。
學(xué)科:化學(xué)_分析化學(xué)_化學(xué)計(jì)量學(xué)
相關(guān)名詞:可靠性 精確度 天平
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
在科學(xué)研究、工程技術(shù)以及日常生活中,我們都會(huì)遇到數(shù)字,然而,并非所有數(shù)字都具有相同的重要性。有效數(shù)字是指在測(cè)量或計(jì)算過程中,能夠影響結(jié)果精度的數(shù)字,它包括全部準(zhǔn)確值和一位(最后一位)估計(jì)值,估計(jì)值一般可有正負(fù)1的絕對(duì)誤差。有效數(shù)字的數(shù)量和精度反映了測(cè)量或計(jì)算的可靠性和精確度。
在分析測(cè)試中,數(shù)據(jù)的位數(shù)不僅表示數(shù)量的大小,還表示測(cè)量的精確程度,保留幾位數(shù)字要根據(jù)條件而定。例如,稱量樣品時(shí),如果用萬分之一天平稱量,讀數(shù)為1.8185g,表示最后一位有正負(fù)1的偏差,也就是樣品的質(zhì)量在1.8184~1.8186g之間;如果用百分之一臺(tái)秤稱量,示數(shù)為1.82g,表示樣品的質(zhì)量在1.81~1.83g之間;如果用托盤天平稱量,稱出質(zhì)量為1.8g,表示質(zhì)量在1.7~1.9g之間。
有效數(shù)字的計(jì)位遵循以下規(guī)則:1.非“0”數(shù)字都要計(jì)位;2.“0”數(shù)字要根據(jù)其作用而定,位于非“0”數(shù)字之間要計(jì)位,如1.302,有效數(shù)字為4位。位于所有非“0”數(shù)字之前時(shí)不計(jì)位,如0.0023,有效數(shù)字為2位。位于所有非“0”數(shù)字之后一般計(jì)位,如2.300,有效數(shù)字為4位;3.pH、pK等值的有效數(shù)字位數(shù)決定于數(shù)值的小數(shù)部分的位數(shù),如pH值為6.48,有效數(shù)字為2位。
有效數(shù)字在進(jìn)行修約時(shí)遵循“四舍六入五成雙”,是指尾數(shù)小于等于4時(shí)舍去;尾數(shù)大于等于6時(shí)進(jìn)位;尾數(shù)等于5時(shí)視其前面的數(shù)字成偶數(shù),若5后還有數(shù),說明修約數(shù)比5大,宜進(jìn)位。例如,將以下的測(cè)量值修約為三位有效數(shù)字,修約的結(jié)果為:6.1148為6.11,2.4387為2.44,1.755為1.76,4.105為4.10,6.225002為6.23。修約的時(shí)候要注意只能一次修約到位,而不是逐位修約,例如,將8.15486修約為三位數(shù),不能先修約成8.155再修約成8.16,只能一次修約為8.15。
有效數(shù)字在進(jìn)行加減法時(shí),以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),其他數(shù)據(jù)四舍五入到該基準(zhǔn)的下一位,再進(jìn)行加減計(jì)算,最終計(jì)算結(jié)果保留最少的位數(shù)。進(jìn)行乘除法時(shí),以有效數(shù)字最少的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),其他有效數(shù)修約至相同,再進(jìn)行乘除運(yùn)算,計(jì)算結(jié)果仍保留最少的有效數(shù)字。
有效數(shù)字對(duì)于保證結(jié)果的精度和可靠性至關(guān)重要。正確理解和使用有效數(shù)字,可以避免因數(shù)值誤差導(dǎo)致的誤導(dǎo)和錯(cuò)誤決策。
(延伸閱讀作者:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 洪波教授)
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