有效数字
significant figure
定义:对于所记录的没有小数位且以若干个零结尾的数值,从非零数字最左一位向右数得到的位数减去无效零(仅为定位用的零)的个数;对于其他的十进位数从非零数字最左一位向右数得到的位数。
学科:化学_分析化学_化学计量学
相关名词:可靠性 精确度 天平
图片来源:视觉中国
【延伸阅读】
在科学研究、工程技术以及日常生活中,我们都会遇到数字,然而,并非所有数字都具有相同的重要性。有效数字是指在测量或计算过程中,能够影响结果精度的数字,它包括全部准确值和一位(最后一位)估计值,估计值一般可有正负1的绝对误差。有效数字的数量和精度反映了测量或计算的可靠性和精确度。
在分析测试中,数据的位数不仅表示数量的大小,还表示测量的精确程度,保留几位数字要根据条件而定。例如,称量样品时,如果用万分之一天平称量,读数为1.8185g,表示最后一位有正负1的偏差,也就是样品的质量在1.8184~1.8186g之间;如果用百分之一台秤称量,示数为1.82g,表示样品的质量在1.81~1.83g之间;如果用托盘天平称量,称出质量为1.8g,表示质量在1.7~1.9g之间。
有效数字的计位遵循以下规则:1.非“0”数字都要计位;2.“0”数字要根据其作用而定,位于非“0”数字之间要计位,如1.302,有效数字为4位。位于所有非“0”数字之前时不计位,如0.0023,有效数字为2位。位于所有非“0”数字之后一般计位,如2.300,有效数字为4位;3.pH、pK等值的有效数字位数决定于数值的小数部分的位数,如pH值为6.48,有效数字为2位。
有效数字在进行修约时遵循“四舍六入五成双”,是指尾数小于等于4时舍去;尾数大于等于6时进位;尾数等于5时视其前面的数字成偶数,若5后还有数,说明修约数比5大,宜进位。例如,将以下的测量值修约为三位有效数字,修约的结果为:6.1148为6.11,2.4387为2.44,1.755为1.76,4.105为4.10,6.225002为6.23。修约的时候要注意只能一次修约到位,而不是逐位修约,例如,将8.15486修约为三位数,不能先修约成8.155再修约成8.16,只能一次修约为8.15。
有效数字在进行加减法时,以小数点后位数最少的数据为基准,其他数据四舍五入到该基准的下一位,再进行加减计算,最终计算结果保留最少的位数。进行乘除法时,以有效数字最少的数据为基准,其他有效数修约至相同,再进行乘除运算,计算结果仍保留最少的有效数字。
有效数字对于保证结果的精度和可靠性至关重要。正确理解和使用有效数字,可以避免因数值误差导致的误导和错误决策。
(延伸阅读作者:吉林农业大学资源与环境学院 洪波教授)
责任编辑:张鹏辉