所謂有效數(shù)字,是表示有效意義的數(shù)字。或者說,在測量工作中有重復(fù)性的數(shù)字,即反復(fù)幾次試驗測量,所得數(shù)據(jù)總是那個固定不變的數(shù)值。例如,一個小燒杯第一次稱其重量為56.3克,再稱第二次、第三次……,都總是得到56.3克,這56.3就是有效數(shù)字。又如,我們稱量一杯水,第一次稱重為98.72克,第二次稱重為98.71克,第三次稱重為98.73克,那么,這時我們就不能說他們都是有數(shù)數(shù)字,而只是98.7三位數(shù)是反復(fù)重復(fù)的數(shù)字。所以嚴(yán)格地說,98.7三位為有效數(shù)字。
其實,有效數(shù)字在實際工作中又放寬了一位數(shù),即最后一位數(shù)字允許是可疑數(shù),末后第二位是可靠數(shù)。所以上例中的98.72、98.71、98.73中的0.02、0.01、0.03,都可以劃到有效數(shù)字范圍中來。這樣,有效數(shù)字中只包括最后一位數(shù)是可疑的或估計的??梢蓴?shù)后再加的位數(shù)就不能算作有效數(shù)字,而且也確實沒有什么意義了。
為什么在實際工作中的有效數(shù)字只允許最后有一位可疑數(shù)呢?因為在我們所有使用的儀器、量具中,它們所標(biāo)示出的刻度總是有限的精細(xì)(而不是無限的精密)。如,量筒最小的一格表示1毫升,或有2毫升一格,或有5毫升一格。表示1毫升一格的,再精細(xì)還能估計出0.5毫升或0.2毫升,但絕不能在1毫升刻度之間讀出0.05毫升。其實際在讀出1毫升整數(shù)的刻度時,就不是絕對準(zhǔn)確的。又如,分析天平若最小能表示出0.1毫克,那么在0.1毫克以下又要估計了。所以,我們通常把測量儀器上標(biāo)示出的最小刻度下面再用肉眼估計一位,把估計的這一位和儀器已標(biāo)明的前幾位數(shù)就叫有效數(shù)字。
例如,用50毫升的滴定管量取溶液25.52毫升,說明前三位25.5是滴定管上已標(biāo)明的數(shù)字,而0.02毫升則是估計的。
從以上幾例就可以看出,有效數(shù)字與儀器的精密程度有關(guān),儀器的精密度是有限的而不是無限的。換句話說,有效數(shù)字實際上反映了數(shù)據(jù)的可靠程度。
如果我們在稱天平時,得到數(shù)據(jù)為13.580克,就不同于13.58克。因為兩個數(shù)的準(zhǔn)確程度不同。同樣,25克不同于25.0000克的準(zhǔn)確程度。所以,我們在化驗分析工作中所測得的數(shù)據(jù)不能隨便亂寫,是多少就寫多少。如前邊的13.58,若寫成13.580,就夸大了試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性;同理,若是將13.580寫成13.58,又縮小了試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。兩者都沒有客觀地反映出事物的本來面目,不是一個科學(xué)的態(tài)度。