Der Umgang mit experimentellen Daten, insbesondere Fehleranalyse, im Physikalischen Anfänger-Praktikum: Eine elementare Einführung (Berichte aus der Physik)

Studierende der Physik, aber auch anderer Naturwissenschaften, werden typisch im Rahmen eines physikalischen Anfänger-Praktikums zum ersten Mal ernsthaft mit eigenständig durchzuführenden Experimenten konfrontiert. Das Buch soll dem/der Studierenden in dieser Phase der Herausforderung bei der klaren Darstellung von Messdaten und -ergebnissen sowie bei elementaren Auswertungsschritten helfen. Es soll die weit verbreitete Scheu von scheinbar undurchsichtigen und aufwändigen Verfahren zur Fehleranalyse abbauen, indem es den Leser nicht mit Formeln erschlägt, sondern ihn zu einem grundlegenden Verständnis über das Warum und das Wie hinführt. Im Interesse einer ausführlicheren Darstellung dieser Grundlagen wird darauf verzichtet, auf weitergehende Methoden einzugehen. Der Studienanfänger soll mit den prinzipiellen Grundlagen einer Datenauswertung vertraut gemacht, nicht durch zu viele Verallgemeinerungen, die in diesem Stadium noch nicht benötigt werden, abgeschreckt werden.

Der konzeptionelle Schwerpunkt liegt darauf, zu vermitteln, dass experimentelle Messergebnisse grundsätzlich eine Unsicherheit besitzen und dass eine ehrliche und verlässliche Aussage über die Qualität eines Messergebnisses oder daraus abgeleiteter Resultate erst durch eine angemessene Fehleranalyse möglich wird. Die grundlegeden Verfahren hierzu werden in diesem Buch erläutert. Dabei wird weitgehend versucht, die Methoden zu begründen oder zumindest plausibel zu machen, um ein gesundes Vertrauen zu den Standardverfahren zu erzeugen. Ein frühzeitiges grundlegendes Verständnis der Konzepte der elementaren Fehlerrechnung erleichtert es in der Folge, u.a. bei späterem wissenschaftlichen Arbeiten, die Abneigung gegenüber einer konsequenten und sorgfältigen Fehleranalyse eigener Messdaten zu minimieren.