Innehåll
- Observation och hypotes
- Förutsägelse och modellering
- Testning och felberäkning
- Resultatsamling och presentation
- Slutsatser
- Lagformation
Vetenskapliga experiment följer en princip som kallas ”den vetenskapliga metoden” som säkerställer exakta tester utförs, tillförlitliga resultat samlas och rimliga slutsatser dras. Varje vetenskapligt experiment bör följa de grundläggande principerna för korrekt undersökning så att resultaten som presenteras i slutet ses som trovärda.
Observation och hypotes
Att observera en ny fysisk process eller fenomen är en sällsynt händelse, men det finns vetenskapsområden som inte är helt förstås. Forskaren måste sätta sina observationer i ord för att utveckla en meningsfull hypotes. Hypotesen måste förklara fenomenet med hjälp av en mekanism eller en matematisk relation, såsom beskrivs av professor i fysik Frank L. H. Wolfs vid University of Rochester.
Förutsägelse och modellering
Det räcker inte med att gissa varför något händer. En forskare måste bevisa att hans teori är korrekt. Förutsägelser görs för att testa observationerna under olika omständigheter. Syftet är att upptäcka mer om fenomenet och att bevisa att det finns. Ett sätt att förbättra den vetenskapliga metoden är att skapa en ”modell.” Modeller kan användas för att tillhandahålla analogier för svåra, oobserbara koncept.
Testning och felberäkning
Att testa nya teorier är viktigt. Varje experiment måste planeras för att minska antalet variabler. Det räcker aldrig att säga att ett experiment genomfördes och upprätthåller teorin men att metoden eller resultaten inte är tillgängliga. Varje experiment kommer att innehålla ett litet felområde. Om teorin ska bevisas med hjälp av matematik tillämpas avvikelser om medelvärdet för resultatet av varje beräkning.
Resultatsamling och presentation
Forskare måste registrera sina resultat. Ofta kan den ursprungliga teorin skrivas om efter experiment för att illustrera nya fenomen. Om experimenten som genomförs inte stöder någon teori måste de avvisas. Varje resultat måste dubbelkontrolleras och de som helt klart inte passar mönstret analyseras ytterligare. När resultaten har sammanställts kan de presenteras som en tabell, diagram, diagram eller datorgrafik. Varje representation måste stödja den ursprungliga teorin.
Slutsatser
När resultaten är i och har presenterats på meningsfulla sätt kan slutsatser dras. En slutsats innefattar att tolka resultaten, känna igen alla närvarande mönster och beskriva vad dessa mönster och tolkningar betyder i verkligheten. Alla modeller eller förutsägelser måste omvandlas till en meningsfull, motiverad slutsats. Slutsatserna från enstaka experiment kan utvecklas till förutsägelser om hela beteenden och ytterligare idéer om testning.
Lagformation
Ett av huvudmålen inom vetenskapen är att upptäcka och bevisa nya lagar som förklarar hur saker fungerar. När två eller tre modeller formuleras baserat på initiala observationer och teorin testas framgångsrikt kan de olika modellerna dras samman. Ett exempel på en enda konceptlag är termodynamikens första lag. Ett exempel på en sammanslagd uppsättning teorier är den "stora enhetliga teorin", en beskrivning av universum som binder samman allt vi redan vet.