महत्वपूर्ण आंकड़े और वैज्ञानिक संकेतन का उपयोग करना

माप बनाते समय, ए वैज्ञानिक केवल परिशुद्धता के एक निश्चित स्तर तक पहुँच सकता है, या तो उपयोग किए जा रहे उपकरणों या स्थिति की भौतिक प्रकृति द्वारा सीमित है। सबसे स्पष्ट उदाहरण दूरी को माप रहा है।

विचार करें कि एक टेप माप (मीट्रिक इकाइयों में) का उपयोग करके स्थानांतरित की गई वस्तु को मापने पर क्या होता है। टेप माप संभवतः मिलीमीटर की सबसे छोटी इकाइयों में टूट जाता है। इसलिए, ऐसा कोई तरीका नहीं है कि आप एक मिलीमीटर से अधिक सटीकता के साथ माप सकते हैं। यदि ऑब्जेक्ट 57.215493 मिलीमीटर चलता है, इसलिए, हम केवल यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि यह उस स्थिति में वरीयता के आधार पर 57 मिलीमीटर (या 5.7 सेंटीमीटर या 0.057 मीटर) चला गया।

सामान्य तौर पर, गोलाई का यह स्तर ठीक है। नीचे एक सामान्य आकार की वस्तु का सटीक संचलन प्राप्त करना मिलीमीटर वास्तव में एक बहुत ही शानदार उपलब्धि होगी। एक कार की गति को मिलीमीटर से मापने की कोशिश करने की कल्पना करो, और आप देखेंगे कि सामान्य तौर पर, यह आवश्यक नहीं है। ऐसे मामलों में जहां ऐसी सटीकता आवश्यक है, आप उन उपकरणों का उपयोग करेंगे जो टेप माप से बहुत अधिक परिष्कृत हैं।

किसी माप में सार्थक संख्याओं की संख्या को संख्या कहा जाता है

5,200 की संख्या पर विचार करें।

जब तक अन्यथा नहीं बताया जाता है, तब तक आम तौर पर यह मानना ​​आम बात है कि केवल दो गैर-शून्य अंक महत्वपूर्ण हैं। दूसरे शब्दों में, यह माना जाता है कि यह संख्या थी गोल निकटतम सौ के लिए।

हालांकि, अगर संख्या 5,200.0 के रूप में लिखी जाती है, तो इसमें पांच महत्वपूर्ण आंकड़े होंगे। दशमलव बिंदु और निम्नलिखित शून्य को केवल तभी जोड़ा जाता है यदि माप उस स्तर तक सटीक है।

इसी तरह, संख्या 2.30 में तीन महत्वपूर्ण आंकड़े होंगे, क्योंकि अंत में शून्य एक संकेत है कि माप करने वाले वैज्ञानिक ने सटीकता के उस स्तर पर ऐसा किया।

कुछ पाठ्यपुस्तकों ने यह भी परिचय दिया है कि एक दशमलव संख्या एक पूर्ण संख्या के अंत में महत्वपूर्ण आंकड़ों को भी इंगित करती है। तो 800। तीन महत्वपूर्ण आंकड़े होंगे जबकि 800 में केवल एक महत्वपूर्ण आंकड़ा होगा। फिर, यह पाठ्यपुस्तक के आधार पर कुछ परिवर्तनशील है।

अवधारणा को ठोस बनाने में मदद करने के लिए महत्वपूर्ण आंकड़ों की विभिन्न संख्याओं के कुछ उदाहरण निम्नलिखित हैं:

एक महत्वपूर्ण आंकड़ा
4
900
0.00002
दो महत्वपूर्ण आंकड़े
3.7
0.0059
68,000
5.0
तीन महत्वपूर्ण आंकड़े
9.64
0.00360
99,900
8.00
900. (कुछ पाठ्य पुस्तकों में)

वैज्ञानिक आंकड़े गणित के लिए कुछ अलग नियम प्रदान करते हैं जो आपके गणित वर्ग में पेश किए जाते हैं। महत्वपूर्ण आंकड़ों का उपयोग करने की कुंजी यह सुनिश्चित करना है कि आप गणना के दौरान सटीक स्तर का समान स्तर बनाए रख रहे हैं। गणित में, आप अपने परिणाम से सभी संख्याओं को रखते हैं, जबकि वैज्ञानिक कार्यों में आप अक्सर शामिल महत्वपूर्ण आंकड़ों के आधार पर गोल करते हैं।

वैज्ञानिक डेटा को जोड़ते या घटाते समय, यह केवल अंतिम अंक (दाईं ओर सबसे दूर का अंक) होता है जो मायने रखता है। उदाहरण के लिए, मान लें कि हम तीन अलग-अलग दूरी जोड़ रहे हैं:

5.324 + 6.8459834 + 3.1

जोड़ की समस्या के पहले शब्द में चार महत्वपूर्ण आंकड़े हैं, दूसरे में आठ हैं, और तीसरे में केवल दो हैं। इस मामले में सटीक, सबसे कम दशमलव बिंदु द्वारा निर्धारित किया जाता है। तो आप अपनी गणना करेंगे, लेकिन 15.2699834 के बजाय परिणाम 15.3 होगा, क्योंकि आप दसवें स्थान (दशमलव बिंदु के बाद पहला स्थान) पर घूमेंगे, क्योंकि दो में से तुम्हारी माप अधिक सटीक हैं तीसरे आपको दसवें स्थान से अधिक कुछ भी नहीं बता सकते हैं, इसलिए इस अतिरिक्त समस्या का परिणाम केवल उतना ही सटीक हो सकता है।

ध्यान दें कि इस मामले में आपके अंतिम उत्तर में तीन महत्वपूर्ण आंकड़े हैं, जबकि कोई नहीं आपके शुरुआती नंबरों ने किया। यह शुरुआती लोगों के लिए बहुत भ्रामक हो सकता है, और इसके अतिरिक्त और घटाव की संपत्ति पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है।

दूसरी ओर वैज्ञानिक डेटा को गुणा या विभाजित करते समय, महत्वपूर्ण आंकड़ों की संख्या मायने रखती है। महत्वपूर्ण आंकड़ों को गुणा करने से हमेशा एक समाधान निकलेगा जिसमें वही महत्वपूर्ण आंकड़े होते हैं जो आपके द्वारा शुरू किए गए सबसे छोटे महत्वपूर्ण आंकड़े होते हैं। तो, उदाहरण के लिए:

5.638 x 3.1

पहले कारक में चार महत्वपूर्ण आंकड़े हैं और दूसरे कारक में दो महत्वपूर्ण आंकड़े हैं। इसलिए, आपका समाधान दो महत्वपूर्ण आंकड़ों के साथ समाप्त होगा। इस मामले में, यह 17.4778 के बजाय 17 होगा। आप गणना करें फिर महत्वपूर्ण आंकड़ों की सही संख्या के लिए अपने समाधान को गोल करें। गुणन में अतिरिक्त परिशुद्धता चोट नहीं पहुँचाएगी, आप अपने अंतिम समाधान में सटीक स्तर का झूठ नहीं देना चाहते हैं।

भौतिक विज्ञान ब्रह्मांड के आकार के लिए एक प्रोटॉन से कम के आकार से अंतरिक्ष के स्थानों से संबंधित है। जैसे, आप कुछ बहुत बड़ी और बहुत कम संख्या से निपटते हैं। आम तौर पर, इनमें से केवल कुछ संख्याएँ ही महत्वपूर्ण होती हैं। ब्रह्मांड की चौड़ाई को निकटतम मिलीमीटर तक मापने के लिए कोई भी (या करने में सक्षम) नहीं जा रहा है।

ध्यान दें

इन नंबरों को आसानी से हेरफेर करने के लिए, वैज्ञानिक उपयोग करते हैं वैज्ञानिक संकेत. महत्वपूर्ण आंकड़े सूचीबद्ध हैं, फिर आवश्यक शक्ति से दस गुना गुणा किया जाता है। प्रकाश की गति इस प्रकार लिखी जाती है: [ब्लैकक्वोट शेड = नहीं] 2.997925 x 108 m / s

7 महत्वपूर्ण आंकड़े हैं और यह 299,792,500 मीटर / एस लिखने से बहुत बेहतर है।

ध्यान दें

यह अंकन गुणन के लिए बहुत उपयोगी है। आप छोटी संख्या को ध्यान में रखते हुए महत्वपूर्ण संख्याओं को गुणा करने के लिए पहले वर्णित नियमों का पालन करते हैं महत्वपूर्ण आंकड़ों की संख्या, और फिर आप परिमाण को गुणा करते हैं, जो के additive नियम का पालन करता है घातांक। निम्नलिखित उदाहरण से आपको इसे देखने में मदद मिलेगी:

2.3 x 103 x 3.19 x 104 = 7.3 x 107

उत्पाद में केवल दो महत्वपूर्ण आंकड़े हैं और परिमाण का क्रम 107 है क्योंकि 103 x 104 = 107

स्थिति के आधार पर वैज्ञानिक संकेतन को जोड़ना बहुत आसान या बहुत मुश्किल हो सकता है। यदि शब्द एक ही क्रम के परिमाण के हैं (यानी 4.3005 x 105 और 13.5 x 105), तो आप चर्चा किए गए अतिरिक्त नियमों का पालन करते हैं पहले, अपने गोल स्थान के रूप में उच्चतम स्थान का मान रखते हुए और परिमाण को समान रखते हुए, जैसा कि निम्नलिखित में है उदाहरण:

4.3005 x 105 + 13.5 x 105 = 17.8 x 105

यदि परिमाण का क्रम अलग है, हालांकि, आपको परिमाण को उसी तरह प्राप्त करने के लिए थोड़ा काम करना होगा, जैसा कि अंदर है निम्नलिखित उदाहरण, जहां एक शब्द 105 के परिमाण पर है और दूसरा पद के परिमाण पर है 106:

4.8 x 105 + 9.2 x 106 = 4.8 x 105 + 92 x 105 = 97 x 105
या
4.8 x 105 + 9.2 x 106 = 0.48 x 106 + 9.2 x 106 = 9.7 x 106

ये दोनों समाधान समान हैं, जिसके परिणामस्वरूप उत्तर के रूप में 9,700,000 हैं।

इसी तरह, बहुत कम संख्या अक्सर वैज्ञानिक संकेतन में भी लिखी जाती है, हालांकि सकारात्मक घातांक के बजाय परिमाण पर एक नकारात्मक घातांक के साथ। एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान है:

9.10939 x 10-31 किग्रा

यह एक शून्य होगा, इसके बाद दशमलव बिंदु होगा, इसके बाद 30 शून्य होंगे, फिर 6 महत्वपूर्ण आंकड़ों की श्रृंखला होगी। कोई भी इसे लिखना नहीं चाहता है, इसलिए वैज्ञानिक संकेतन हमारा मित्र है। ऊपर उल्लिखित सभी नियम समान हैं, भले ही प्रतिपादक सकारात्मक हो या नकारात्मक।

महत्वपूर्ण आंकड़े एक बुनियादी साधन हैं जिसका उपयोग वैज्ञानिक उन संख्याओं को सटीक रूप से मापने के लिए करते हैं जो वे उपयोग कर रहे हैं। राउंडिंग प्रक्रिया अभी भी संख्याओं में त्रुटि का एक माप पेश करती है, हालांकि, और बहुत ही उच्च-स्तरीय संगणनाओं में अन्य सांख्यिकीय तरीके हैं जो उपयोग किए जाते हैं। वस्तुतः सभी भौतिकी के लिए जो हाई स्कूल और कॉलेज स्तर की कक्षाओं में किया जाएगा, हालाँकि, महत्वपूर्ण आंकड़ों का सही उपयोग आवश्यक स्तर को बनाए रखने के लिए पर्याप्त होगा परिशुद्धता।

जब छात्रों को पहली बार पेश किया जाता है तो महत्वपूर्ण आंकड़े एक महत्वपूर्ण बाधा बन सकते हैं क्योंकि यह कुछ बुनियादी गणितीय नियमों को बदल देता है जो उन्हें वर्षों से सिखाया जाता है। महत्वपूर्ण आंकड़ों के साथ, उदाहरण के लिए 4 x 12 = 50।

इसी तरह, छात्रों के लिए वैज्ञानिक संकेतन की शुरूआत जो कि घातांक या घातीय नियमों के साथ पूरी तरह से सहज नहीं हो सकते हैं, समस्याएं भी पैदा कर सकते हैं। ध्यान रखें कि ये ऐसे उपकरण हैं जो विज्ञान का अध्ययन करने वाले सभी को किसी बिंदु पर सीखना था, और नियम वास्तव में बहुत बुनियादी हैं। यह परेशानी लगभग पूरी तरह से याद है कि किस नियम को किस समय लागू किया जाता है। मैं कब जोड़ जोड़ूं और कब उन्हें घटाऊं? मैं दशमलव बिंदु को बाईं ओर ले जाता हूं और दाईं ओर कब करता हूं? यदि आप इन कार्यों का अभ्यास करते रहते हैं, तो जब तक वे दूसरी प्रकृति के नहीं हो जाते, आप उन पर बेहतर बने रहेंगे।

अंत में, उचित इकाइयों को बनाए रखना मुश्किल हो सकता है। याद रखें कि आप सीधे सेंटीमीटर नहीं जोड़ सकते हैं और मीटर की दूरी पर, उदाहरण के लिए, लेकिन पहले उन्हें उसी पैमाने में बदलना चाहिए। शुरुआती लोगों के लिए यह एक सामान्य गलती है लेकिन, बाकी की तरह, यह कुछ ऐसा है जिसे बहुत आसानी से दूर किया जा सकता है, सावधान रहना, और यह सोचकर कि आप क्या कर रहे हैं।