第四章：心理物理法(一)传统方法分析
传统心理物理法简介
传统心理物理法
心理物理法是研究心理量和物理量之间的对应关系的方法。
心理物理法是运用数学方法和测量技术，研究心理现象和物理现象之间的数量关系。
例如，在光和视觉范围内，幅射能的强度与光的明度相对应；在声和听觉范围内，声音的频率与音高相对应等等。
在上述物理现象和心理现象中，心理物理学把辐射能的强度、声音的频率看作是刺激，把明度、音高看作是感觉。
而感觉又必然是与之相应的刺激的一种函数。
如光的辐射能强度越大，与之相应的感觉就越强。
但是，光感觉如何随辐射能的强度增加而增加，只有借助于心理物理学方法，才能寻出各种感觉道中各自的与共同的规律。
传统心理物理学（classical psychophysics）所处理的问题大体分两大类。
第一类是感觉阈限的测量。
测量感觉阈限的基本方法有：极限法；平均差误法；恒定刺激法。
第二类是阈上感觉的测量，即心理量表的制作问题。
实验心理学 第四章 心理物理学
准值，测量差别阈限时，需将以上刺激与某一标准 值比较。 求出各个刺激变量引起某种反应的次数，如有、无 或大、小。
绝对阈限的计算——以两点阈的测定为例
❖ 实验程序：5个等距的刺激8、 9、10、11、12毫米，每个呈 现200次，要求被试报告是 “两点‘还是“一点”
❖ 差别阈限：有50%的 次数能觉察出差别， 50%的次数不能觉察 出差别的刺激强度差 别值为该刺激的差别 阈限。
某些近似的绝对阈限
感觉种类
觉察阈限值
视觉 听觉 味觉 嗅觉 触觉
清晰无雾的夜晚30英里处看到的一只烛光 安静条件下20ft.处表的滴答声（1ft.约等于30.48米） 一茶匙糖溶于8L水中 一滴香水扩散到三室一套的整个房间 一只蜜蜂的翅膀从1cm高处落到你的背部
“-”和“=”分别表示小和相等，“？”表示怀 疑。
阈限的确定： ➢ 每个系列中最后一次“+”到非“+”之间的中点是差别阈限
的上限(Lu)，最后一次“-”到非“-”之间的中点是差别阈 限的下限(Ll) ➢ 上限和下限之间的距离是不肯定间距(Iu) ➢ 不肯定间距的中点是主观相等点(PSE)，理论上PSE与标准 刺激(St)相等，两者之间的差距称常误(CE) ➢ 将所有系列的上限平均（MLu），下限平均（MLl），即可求 得该刺激的绝对差别阈限
❖ 75%差别阈限不符合差别阈限的操作定义，因 而不能与其他方法测得的差别阈限比较。
平均差误法（method of average error）
❖ 基本程序 呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调
解一个比较刺激，使它们与标准刺激相等。 测定差别阈限时，主试呈现标准刺激，被试
三种传统心理物理法
三种传统心理物理法巴斯特传统心理物理法是心理学中的一种常用方法，它通过测量人们对刺激的感知和反应，来揭示心理和生理之间的关系。
这种方法主要包括刺激阈值测量、心理物理函数测量和感知判断测量。
刺激阈值测量是巴斯特传统心理物理法的基础，它用来测量人们对于某一刺激的感知阈值。
在实验中，研究者会逐渐增加刺激的强度，直到被试能够感知到刺激为止。
通过统计多个被试的数据，可以得出一个平均的感知阈值。
这个阈值可以反映出人们对于不同刺激的感知能力，比如视觉、听觉、触觉等。
心理物理函数测量是巴斯特传统心理物理法的另一种重要方法，它用来研究人们对于刺激强度的感知变化。
在实验中，研究者会逐渐增加刺激的强度，然后要求被试根据自己的感受进行反应。
通过统计多个被试的数据，可以得出一个刺激强度和感知强度之间的关系。
这个关系可以用心理物理函数来表示，从而揭示出人们对于刺激的感知规律。
感知判断测量是巴斯特传统心理物理法的另一种重要方法，它用来研究人们对于刺激的判断能力。
在实验中，研究者会给被试呈现一系列的刺激，然后要求被试根据自己的感受进行判断。
通过统计多个被试的数据，可以得出一个刺激强度和感知判断之间的关系。
这个关系可以用感知判断函数来表示，从而揭示出人们对于刺激的判断规律。
巴斯特传统心理物理法的应用范围非常广泛。
在医学上，它可以用来研究人们对于药物的感知和反应，从而指导药物的使用。
在教育上，它可以用来研究学生对于教学材料的感知和理解，从而优化教学方法。
在工程上，它可以用来研究人们对于产品设计的感知和满意度，从而改进产品质量。
在心理学研究中，它可以用来研究人们对于情绪、认知和行为的感知和反应，从而深入理解人类的心理活动。
巴斯特传统心理物理法是一种重要的心理学研究方法，它通过测量人们对刺激的感知和反应，揭示出心理和生理之间的关系。
刺激阈值测量、心理物理函数测量和感知判断测量是巴斯特传统心理物理法的三种常用方法。
它的应用范围广泛，可以用于医学、教育、工程和心理学等领域的研究。
心理物理法
量 50
（ 任
40
意 30
单
位 20
） 10
主观长度
电击 明度
100
电击
心
主观长度
理
量
（ 10 任
意
单
位
）
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
11
10
明度 100
1000
刺激量（任意单位）
刺激量（任意单位）
直线坐标
对数坐标
第三节 感觉的直接测量
感觉的直接测量方法
• 数量估计（magnitude estimation）
以上阐述可用公式表示为： 差别阈限也可以直接用上限和下限来计算：
–误差控制
• 绝对阈限测量： • （1）习惯误差 • （2）期望误差 • （3）练习误差 • （4）疲劳误差 • 差别阈限测量： • （1）时间先后关系 • （2）空间位置关系
递增与递减序列数量一致 ABBA法
多层次ABBA法
多层次ABBA法的控制形式
味觉 一茶匙糖溶于2加仑水中
嗅觉 一滴香水扩散到三室一套的整个空间
触觉 一只蜜蜂的翅膀从1厘米高处落在你的面颊
–绝对阈限和感受性之间成反比关系：绝对阈限越低，能引 起感觉所需的刺激量越小，感受性越强。
S= 1 R
其中，S为感受性，R为绝对阈限
–绝对阈限的影响因素：
•刺激物的性质（强度、复杂度） •有机体的状态（反应标准、疲劳）
• 计算：
–每个系列的阈限：转折点处两个刺激的中点 –所有系列阈限的均值=绝对阈限
极限法测音高绝对阈限记录
– 差别阈限测量：
• 刺激：每次呈现两个，一个是标准刺激（standard stimulus，简称 St），即强度大小不变的固定刺激； 另一个是比较刺激（comparison stimulus）又称变异 刺激（variance stimulus，简称 Sv），即强度按由小 而大或由大而小依次呈现的刺激
传统心理物理学方法与信号检测论
传统心理物理学方法与信号检测论一、本文概述本文旨在深入探讨传统心理物理学方法与信号检测论的核心原理和应用。
心理物理学，作为心理学与物理学的交叉学科，研究物理刺激与心理感知之间的关系，揭示人类感知世界的机制。
而信号检测论，作为一种统计决策理论，在心理物理学中发挥着重要作用，帮助我们理解人类在接收和处理信息时的决策过程。
我们将首先对传统心理物理学方法进行概述，包括其基本原理、发展历程以及主要的研究方法和技术。
随后，我们将深入探讨信号检测论的基本概念、理论框架和关键应用。
我们将重点关注信号检测论在心理物理学中的应用，如感知阈值的测定、信号识别与决策等。
通过本文的阐述，我们期望读者能够全面了解传统心理物理学方法与信号检测论的基本知识和应用，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
我们也希望激发读者对这些领域进一步探索的兴趣，推动心理物理学和信号检测论的发展。
二、传统心理物理学方法概述传统心理物理学方法，也称心理物理学实验法，是一种探究人类感知和认知过程的重要手段。
心理物理学旨在通过定量的方式理解和描述心理现象与物理刺激之间的关系。
这种方法的历史可以追溯到19世纪末，由德国物理学家和心理学家费希纳（Gustav Fechner）提出的心理物理定律为心理物理学奠定了理论基础。
传统心理物理学方法主要包括极限法、平均差误法、恒定刺激法、梯度法等。
这些方法的核心思想是通过控制物理刺激变量，观察并测量个体的心理反应，从而揭示心理与物理刺激之间的数量关系。
极限法是一种测量感觉阈限的经典方法，通过递增或递减刺激强度，观察个体能够感知到的最小或最大刺激强度。
平均差误法则通过让被试者对一系列已知强度的刺激进行估计，然后计算估计值与真实值之间的平均差异，以评估感知的准确性和精度。
恒定刺激法则通过呈现一系列固定强度的刺激，并测量被试者的反应时间和准确性，以研究感知过程的动力学特性。
梯度法则通过呈现一系列不同强度的刺激，让被试者判断刺激强度的变化，从而探究感知的分辨能力和敏感性。
心理测量方法心理物理法
心理测量方法心理物理法
心理物理法是一种通过测量身体特征和行为来进行心理学研究
的方法。
它的基本假设是,人的身体和行为是相互联系的,一些身体特征和行为表现之间存在着普遍的联系和模式。
心理物理法常用的指标包括:
1. 身高、体重和体型:这些指标可以反映一个人的身体尺寸和形态,与心理物理学相关。
2. 心率和呼吸率:这些指标可以反映一个人的心脏和呼吸系统
的生理状态,与心理物理学相关。
3. 肌肉紧张度:这些指标可以反映一个人的肌肉紧张度和运动
能力,与心理物理学相关。
4. 行为表现:例如问卷分数、反应时间、决策能力等,可以反映一个人的智力、认知和行为能力,与心理物理学相关。
心理物理法在临床实践中被广泛运用,例如用于评估患者的身体反应能力,监测药物治疗效果,评估运动员的竞技能力等。
但是,心理物理法也存在一些局限性,例如可能存在身体因素对测量结果的干扰,
而且对于某些心理问题,可能需要更多的指标和方法来进行评估。
心理物理法
1/333 1/77 1/62 1/52 1/11 1/10 1/7 1/5
11
第四章 心理物理学
实验心理学讲义
（一）感觉阈限（7）
韦伯定律的主要贡献
第一，给我们提供了一个比较辨别能力 的指标。
第二，可对不同感觉道的感受性进行比 较。
12
第四章 心理物理学
实验心理学讲义
（二）测量感觉阈限的方法
先查P-Z转换表，将P值（百分数）转换为Z分数；
求出9和11mm的平均Z分数；
1.51SD+0.45SD=2
SD=1.02
RL=9+1.51*1.02=10.54（mm）
33
第四章 心理物理学
实验心理学讲义
计算方法二
平均Z分数法：
先查P-Z转换表，将P值（百分数）转换为Z分数； S-Z作图：利用相似三角形原理求出Z=0时的刺激
31
第四章 心理物理学
实验心理学讲义
计算方法一
直线内插法（linear interpolation）：
计算：
11-10 RL-10
=
RL≈10.56mm
66-29 50-29
优点：简单易算 缺点：不够精确，因为只有两个数据参与计算。
32
第四章 心理物理学
实验心理学讲义
计算方法二
平均Z分数法：
Fechner通过对感觉强度与刺激强度之间的数量关系的 长期研究，发展出了测量感觉的基本方法。
一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心问 题仍然是物理量和心理量之间的数量关系的问题。
心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类
感觉阈限的测量；
阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。
心理物理法 极限法
心理物理法极限法
【原创实用版】
目录
1.心理物理法
2.极限法
正文
1.心理物理法
心理物理法是一种研究人类心理现象的方法，它主要通过测量和分析心理过程和行为来研究心理现象。
这种方法的基本假设是，心理现象可以通过观察和测量来理解。
心理物理法包括许多具体的研究方法，如实验法、观察法、问卷调查法、心理测验法等。
实验法是心理物理法中最常用的方法之一。
通过精心设计的实验，研究者可以控制和操纵心理过程，从而确定心理现象的原因和规律。
观察法则是通过观察被试者在自然环境中的行为和心理过程来研究心理现象。
问卷调查法和心理测验法则是通过收集被试者的自我报告和心理测试结果
来研究心理现象。
2.极限法
极限法是一种数学方法，它主要用于研究函数的极限和微积分。
极限法基于极限的概念，即当自变量趋近于某个值时，函数的极限等于函数在该点的值。
极限法可以帮助我们研究函数的性质和行为，例如连续性、可导性和积分等。
极限法在数学分析中有着广泛的应用。
例如，它可以用于证明数学定理和公式，求解微分方程和积分方程，以及研究函数的性质和变化规律。
极限法也可以应用于其他领域，如物理学、经济学和工程学等，以解决实际问题。
总之，心理物理法和极限法是两种不同领域的研究方法，它们分别用于研究心理现象和数学问题。
实验心理学——心理物理法
最小变化法是采用比较精细的方法探测阈限值位置，其要求的 实验次数较大，一般递增和递减系列均要达到50次以上。此外还要 注意以下问题：
第一，刺激的改变是等距的；
第二，刺激的起点是不确定的；
第三，在实验系列中，被试出现不能确定的情况时，视为其感 觉发生了变化，可以终止该系列实验，并将被试报告记为“？”；
上差别阈=DLu=204克-200克=4克
下差别阈=DLl=200克-196.6克=3.4 克
差别阈限=DL=（4+3.4）/2=3.7克
但在使用恒定刺激法测定差别阈限的实验中，如果使用三类反 应，被试的态度等个性因素就会对实验结果产生明显影响。在三类 反应中，包括“大于”、“相等”、“小于”三种回答 。较自信 的被试，会较少或不作“相等”的回答，其反应的不确定性区间就 小；较谨慎的被试则只有较大把握时才会作出“大于”或“小于” 的回答，其“相等”的回答较多，不确定性区间就大，测量得到的 差别阈限值也就较大。这样看来，使用三类反应来测量差别阈限时， 所测量到的似乎不是被试的辨别能力，而是被试的态度或个性因素。
（4）误差及控制
最小变化法实验中包含两对四种误差，具体内容见下表。
误差的类型 误差的含义
判断方法
控制方法
期望误差 习惯误差
递增系列提前报告有 递减系列提前报告无
递增系列坚持报告无 递减系列坚持报告有
用t检验比较两个系列的
平均阈限值，若差异显著， 则存在这两种误差，若M 增<M减，则存在期望误 差，若M增>M减，则存 在习惯误差
（三）、平均差误法
平均差误法，又称调整法、再造法、均等法。 实验程序是：为被试提供一个标准刺激作为参照点， 然后让被试自己调整一比较刺激，直到被试感觉到自己 调整的比较刺激与标准刺激相等，记录被试调整后比较 刺激的实际大小与标准刺激的差异，即误差或差误值。 重复多次后将各次测量误差或差误的绝对值平均，即得 到被试绝对感觉阈限或差别感觉阈限。（因为平均误差 与差别阈限成正比，所以可以用平均误差来表示差别感 受性。)
实验心理学[第四章现代心理物理法]山东大学期末考试知识点复习
![实验心理学[第四章现代心理物理法]山东大学期末考试知识点复习](https://img.taocdn.com/s3/m/afec646055270722182ef764.png)
第四章现代心理物理法第一节信号检测理论一、信号检测理论的一般问题信号检测论是信息论的一个分支，研究的对象是信息传输系统中信号的接受部分。
信号检测理论将被试的感受性和辨别力分离出来，是对传统的心理物理学方法的重大突破。
二、信号检测理论的基本原理1．统计学原理统计决断理论是信号检测理论的数学基础。
统计学的主要工具是概率论。
心理学的信号检测实验一般是在信号和背景不易分清的条件下进行的。
对信号检测起干扰作用的背景叫噪音。
在信号检测实验中，被试者对有无信号出现的判定，可以有四种结果：击中、虚惊、漏报和正确排斥。
从统计学的观点，信号检测就是要检验两个统计假设H0(无信号)和H1(有信号)的真伪。
2．最优决策原则正确判断原则人类在做出一个判断标准时，一般是按照最优原则进行的。
在确定判断信号的标准时，常常受到三个因素的影响：信号和噪音之先验概率的大小；判断结果的奖惩(价值)多少；被试所要达到目的以及其他一些有关因素等。
第二节判别力指数d'及接受者操作性曲线信号检测理论的两个独立指标：反应偏向和敏感性指标。
反应偏向可以有两种方法计算，一种是似然比值，一种是报告标准。
一、辨别力指数d'敏感性可以表现为内部噪音分布与信号加噪音分布之间的分离程度。
敏感性的指标称为辨别力d'，d'越大，表示敏感性越高，d'越小，表示敏感性越低。
二、判断标准β似然比值β是指信号加噪音引起的特定感觉的条件概率与噪音引起的条件概率的比值。
报告标准C又叫判断标准，这受被试者动机、态度、利害得失等心理因素的影响。
三、接受者操作性曲线接受者操作性曲线(ROC)在心理学上又称感受性曲线，就是说，曲线上的各点反映着相同的感受性，它们都是对同一信号刺激的反应，只是在几种不同的判定标准下所得的结果。
接受者操作性曲线以虚惊概率为横轴，击中概率为纵轴所组成的坐标图和被试者在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果划出的曲线。
实验心理学心理物理学方法
实际无感觉 a 报告无感觉 b b 报告有感觉 a 实际有感觉
递增递减系列中的习惯误差
练习误差：由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了 实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反
应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。
疲劳误差：由于实验多次重复，随着实验进程而发 展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减
2.用最小变化测定差别阈限
（1）.自变量 一个标准刺激（Sl）和比较刺激（Sv）序列
（2）.反应变量 被试以口头报告方式表示，一般用三类反应： “大于 ” 、“等于 ”、 “小于 ” 将比较刺激与标准刺激加以比较，当比较刺激大于 标准刺激时，主试记录“＋”；当比较刺激等于标准 刺激时，主试记录“=”；当比较刺激小于标准刺激时 ，主试记录“-”。当被试在比较时表示怀疑，可记作 “？”
（3）差别阈限= 1（上限－下限） 2
图3-2 两种判断的实验结果曲线
（三）、平均差误法（method of average error）
又称调整法、再造法、均等法
特点：呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或 调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。
K= I I
其中I代表刺激的原先强度，△I刺激的增加量， k是小于1的一个常数。
三、测量感觉阈限的方法 （一）、最小变化法 （二）、刺激恒定法 （三）、平均差误法
注意这三种方法的实验程序和实验结果的统计处理。
（一）、最小变化法
又称极限法，最小可觉差法、系列探查法 ，感觉等距法。
特点：将刺激按递减或递增系列的方式，以 相隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另 一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。
（2）、选定的每种刺激要向被试随机呈现多次，
每个刺激呈现的次数应相等；
第四章心理物理法
第一节 传统心理物理学
思考: 人脑的加工对象可能包括哪些内容? ——可直接感知的信息（有关外界事物的信 息，客体信息）；不可直接感知的信息（有关 事物之间关系的信息，范畴信息）。除了“信 息”之外，人脑的加工对象还有“感觉”本身 ，即是否有感觉，感觉好还是不好，感觉有强 还是弱，不涉及感觉到“什么”的问题。
前后 后前 前后 后前
➢三种传统的心理物理法的比较
优点
缺点
最 ① 符合两种阈限的操作定义 小 ② 可以系统探察感觉转折点 变 ③刺激系列可等距变化 化 ④可用于多种感觉阈限的测定
法
恒 ①刺激数目少，省时，效率高 定 ②适用于不易随意改变刺激 刺 强度的实验 激 ③刺激随机呈现，有效控制了 法 期望误差与习惯误差
（4）误差及控制
主要有四种误差：期望误差、习惯误差、时间误差、空间误 差。
时间误差，在相继呈现的实验中存在；空间误差，在同时呈现 的实验中存在。 可采用ABBA对相继呈现中的前后顺序和同时呈现中的左右顺 序进202行0/1/控31 制
➢恒定刺激法
1、恒定刺激法的基本程序
又叫正误法或次数法，是一种通过对数目有限的刺激进行多 次实验，根据被试反应的次数分布求解阈限的方法。是心理 物理学中最准确、应用最广的方法。
能量——可见度），照明工程中，采光标准的制定（照度——情绪），电 声学研究中听觉刺激强度单位的标定（强度——响度），色度学中色度标 度，即色度最小可觉梯度的建立（颜色刺激——色觉），食品工业中品尝 师的培养（食品——味觉），航空领域不同信号的闪光频率可觉差的测量 （闪光频率差异——心理可觉差） 在日常生活中很多问题也需要用心理物理学的方法解决。如对限制食盐摄 入的病人的食品中，含盐量的配制；课桌桌面照度的设定等。
第四章 传统心理物理法实验
第四章传统心理物理法简介传统心理物理法传统心理物理法最初是由费希纳(G.T.Fechner)提出的测量感受性的心理学实验方法。
感受性的研究是心理学产生前期和心理学诞生后相当长的时间内，心理学家研究的主要的感知觉问题之一。
通常情况下，感受性包括绝对感受性(Absolute Sensitivity)和相对感受性（Relative Sensitivity），与感受性对应的感觉阈限包括绝对感觉阈限（Absolute Threshold）和差别感觉阈限（Differential Threshold）。
绝对感觉阈限是指刚刚能感觉到的、引起某种感觉的最小刺激量，一般用AL表示。
如音高的绝对阈限是指刚刚能够感受到的声音的频率值(Hz)，声音响度的绝对阈限是指在特定频率下刚刚能够感受到的声音的强度值(dB)，等等。
差别感受阈限是指我们刚刚能够感觉到的两个刺激（同一物理量）之间的最小差别的变化值，一般用DL表示。
如音高差别辨别阈限是指对声音频率变化的最小差别的知觉。
费希纳(G.T.Fechner,1860)最早提出的测量感受性的方法有三种：最小变化法（又叫极限法）、恒定刺激法和平均差误法（又叫调节法）。
传统心理物理法测量感受性的基本前提是：传统心理物理法认为人对客观刺激的感受性是有一定的生理局限性的，正式因为这种生理的局限性，才使得我们对客观刺激进行加工时，只有刺激的物理强度达到一定的水平或者刺激物理强度的变化幅度达到一定水平，我们才能够感觉到刺激的存在或刺激强度的变化。
费希纳基于他在生物学和物理学方面的研究基础，借助数学的方法提出了对感知觉进行量化的方法。
自费希纳提出测量感受性的心理物理法以来，传统的心理物理法在心理学实验研究中得到了广泛的应用，并基于费希纳的三种心理物理法发展出了很多实验方法的变式，如分组呈现法、阶梯法、感觉等距法、减半法、数量估计法等等。
在现代的心理学实验研究中，虽然直接应用传统心理物理法来进行的实验设计很少，但是，传统心理物理法已经作为一种实验设计的思想，潜移默化地贯穿于心理学实验设计之中。
第四章 传统心理物理法
第四章传统心理物理法第一节阈限的性质一、心理物理法的诞生•德国心理学家费希纳（1860）发表了《心理物理学纲要》，标志着心理物理学（Psychophysics / Psychophysical Method）的诞生。
•在德国生理学家韦伯研究的基础上，假设最小可觉差（Just Noticeable Difference, j. n. d.）是感觉单位，感觉与刺激的对数成比例：•S=K lg R二、阈限及其操作定义•阈限（Threshold）可分为绝对阈限和差别阈限•绝对阈限是刚刚能够引起感觉的最小刺激量•差别阈限是刚刚能引起感觉的最小差异量•操作定义•绝对阈限为有50％的实验次数引起积极反应的刺激之值•差别阈限为有50％的实验次数能引起差别感觉的刺激强度之差阈限实验的特点•选择好刺激系列和反应系列•要尽量简化被试对刺激所作的反应有A或无AA等于B或A不等于BA大于B或A小于BA是B的两倍或C是D的一半A与B的差和C与D的差相等•测定的次数要多些第二节测定阈限的三种基本方法一、极限法•又称为最小变化法、序列探索法、最小可觉差法或最小差异法。
•将刺激按递增或递减系列的方式，以间隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点（阈限的位置）。
（一）用极限法测定绝对阈限1、自变量•自变量是刺激系列•刺激系列按递增或递减系列交替呈现•选10－20个水平•递增和递减系列分别测定50次左右•每次呈现刺激起点随机变化2、反应变量•要求被试以口头报告的方式表示•有说不准的情况，可以猜，但不能放弃。
3、阈限的确定•被试报告“有”和“无”的相应两个刺激强度重点就是这个系列的阈限。
4、误差及其控制•常误•被试习惯于前面几次刺激所引起的感觉称为习惯误差•被试过早期望将要来临的刺激而导致错误的判断称为期望误差•由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差称为练习误差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
返回
音高/2000Hz 重压觉/400g 视明度/100光子 举重/300g 响度/100dB，1000Hz 橡胶气味/200嗅单位 皮肤压觉/5g/mm2 咸味道/3mol/L（3克分子/公升）
（二）测定阈限的三种基本方法
我们明确了阈限的操作定义，就能够用心理
物理学方法来测定阈限。关于测定阈限的实
著名的实验心理学史专家Edwin G. Boring（1950）
认为对内部感受与外部世界之间关系的测量方法的 引入，是科学心理学开始的一个标志。 这主要是因为科学家使用心理物理学的方法提出了 第一个心理现象的精确定律，尽管这个定律不一定
那么完美。
首先，测量感觉是非常困难的，我们不能象测量石头
若被试者在这二类判断中有“说不准”的情况，
则可以猜，但不可放弃。
（3）阈限的确定（计算）
在一个刺激系列中，被试者报告“有”和 “无”这两个报告相应的两个刺激强度的中 点就是这个系列的阈限。 下表是用最小变化法测音高的感觉阈限。
（4）误差及其控制
用极限法求绝对阈限经常会产生一些误差。 在这些误差中，有些是由直接对感觉产生干扰的因 素引起的；还有些是非感觉方面的因素引起的，如 习惯和期望、练习和疲劳、时间和空间等。 这些因素在测定阈限的过程中经常起作用，以致使 测定结果产生一定倾向的误差。这类误差叫做常误 （constant error）。
最小变化法是按一定的梯级增加或减少刺激强度来测 定阈限的，并且渐增系列和渐减系列是完全分开的。
阶梯法和最小变化法不同的地方，就在于它把增加和
减少刺激强度的程序连续进行。当被试报告感觉不到
开始呈现的刺激时，主试就按一定梯级来增加刺激强
度；而当增加到被试感觉到了时，又按一定的梯级来
减少刺激强度。实验按这样的顺序继续下去，直至达
第四章
心理物理法
本章主要内容：
第一节：传统心理物理法 第二节：心理物理函数
第三节：信号检测论的原理
第一节
传统心理物理法
一、感觉阈限的测量
1. 最小变化法 2. 恒定刺激法 3. 平均差误法
二、阈上感觉的测量
心理量表法
引言：什么是心理物理学
定义：就是研究心理量和物理量之间的 关系的科学。 物理量是指对身体各感官的刺激；心理 量是指各种感觉或主观印象。如： 亮度（物理量）——明度（心理量） 强度（物理量）——响度（心理量）
被试仍报告有感觉，这就会使测得的阈值偏低。
与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差 （error of anticipation）。它表现为被试 在长的序列中给予相反判断的倾向，期望转折 点的尽快到来。用递增法测定时，阈值就会偏 低；用递减法测定时，阈值就会偏高。
递增递减系列中的习惯误差
实际无感觉
的重量或光的强度那样来测量感觉。
其次，内部判断与作用于感受器的物理量之间并不是
完全一对一的。因此，我们必须把物理刺激及其引起 的感觉区分开。
心理物理学的发展：
心理物理学的先驱是G. T. Fechner（1801-1887）。 Fechner通过对感觉强度与刺激强度之间的数量关系的长 期研究，发展出了测量感觉的基本方法。 一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心问 题仍然是物理量和心理量之间的数量关系的问题。 心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类
（3）差别阈限的确定
确定差别阈限时先要求得一系列的数据，这些数据 有：
（1）在递减系列中最后一次“＋”到非“+” 之
间的中点为差别阈限的上限 ；第一次非“-”到
“-” 之间的中点为差别阈限的下限 ；
（2）在递增系列中最后依次“-”到非“-” 之间
的中点为差别阈限的下限；第一次非“＋”到
误差计算
习惯误差和期望误差哪一种倾向更大？
分别求上升序列和下降序列的阈值
练习误差和疲劳误差哪一种倾向更大？
分别计算出前一半实验中测定的阈限与 后一半实验中测定的阈限。
返回
用最小变化法测定差别阈限 （1）自变量 （2）因变量（反应变量） （3）差别阈限的确定（计算）
（4）误差及其控制
（1）自变量
用极限法测定差别阈限时，每次要呈现两个刺激， 让被试比较，其中一个是标准刺激，即刺激是固定
的，其强度大小不变；另一个是比较刺激又称变异
刺激，即刺激的强度按由小而大或由大而小顺序排 列。 标准刺激和比较刺激可同时呈现，标准刺激在每次 比较时都出现，比较刺激按递增或递减系列，以测
定绝对阈限的同样方法与标准刺激匹配呈现。
因而，我们把阈限定义为：有50％的实验次数能
引起积极反应的刺激之值；
同理，把差别阈限定义为：有50％的实验次数能
引起差别感觉的那个刺激强度之差。
此定义要比普通心理学的定义具体，也便于操作，
故称为阈限的操作定义。
操作定义是由物理学家布里奇曼提出的，他主张一
个概念应由测定它的程序来下定义。
操作定义的提出受到心理学家的欢迎。在心理学上，
对一个心理现象根据测定它们的程序下定义就叫操 作定义。 具体说，操作定义就是用可感知、度量的事物、时 间、现象和方法对变量或指标作出具体的界定。
表1 某些近似的觉察阈限
感觉种类
视 觉 听 觉 味 觉
觉察阈限值
清晰无雾的夜晚30英里处看到的一只烛光 安静条件下20ft.处表的滴答声 一茶匙糖溶于8L水中
“＋”之间的中点为差别阈限的上限。
（3）在上限与下限之间的距离为不肯定间距。 （4）不肯定间距的中点是主观相等点。在理论上
主观相等点（或主观等点）应与标准刺激相等，但 实际上两者有一定的差距，这个差距称为常误。
（5）取不肯定间距的一半或者取上差别阈和下差
别阈之和的一半为差别阈限。
（4）误差及其控制
与用极限法求绝对阈限一样，在测定差别阈限时， 也必须想方设法控制常误。 除了要控制习惯误差和期望误差外，还要控制因标 准刺激和比较刺激同时呈现所造成的误差（空间误 差）或者因先后呈现所造成的（顺序误差）。 控制方法可采用多层次的ABBA法。
多层ABBA法
返回
最小变化法的变式——阶梯法
在这里，△I代表差别阈限，I代表标准刺激强度，k是 小于1的常数。K也称作韦伯比例或韦伯分数。 不同感觉道的韦伯分数是不同的。后来，Fechner把这 个关于差别阈限的规律称为韦伯定律（Weber Law）。
表2
感 觉
最优条件下各种感觉道的韦伯比例
道 韦 伯 比 例
1/333 1/77 1/62 1/52 1/11 1/10 1/7 1/5
验，一般具有下列三个明显的特点：
1.选择好刺激系列和反应系列
2.要尽量简化被试对刺激所作的反应
3.测定的次数要多些
测量感觉阈限的方法有三种：
最小变化法 恒定刺激法 平均差误法
学习者应特别注意这三种方法的实验
程序和实验结果的统计处理。
1、最小变化法
什么是最小变化法？ 用最小变化法测定绝对阈限 用最小变化法测定差别阈限 最小变化法的变式——阶梯法
嗅 觉
触 觉
一滴香水扩散到三室一套的整个房间
一只蜜蜂的翅膀从1cm高处落到你的背部
关于差别阈限：
1846年E. H. Weber发表了他关于重量差别阈限的研究，
系统地阐明了差别阈限和标准刺激之间的关系。
他指出差别阈限和标准刺激成正比，并且差别阈限和
标准刺激的比例是一个常数，通常用 △I/I = k 表示。
a
b
报告有感觉 实际有感觉
报告无感觉
b
a
怎样消除习惯误差和期望误差？
采用抵消平衡设计（即ABBA设计）：
第一次：递增（A） 第二次：递减（B） 第三次：递减（B） 第四次：递增（A）
练习误差和疲劳误差
练习误差（error of practice）是由于实验的多次重 复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学 习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种 系统误差。 与此相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的 疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准 确性逐步降低的一种系统误差，称之为疲劳误差 （error of fatigue）。 随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使 阈限升高。
感觉阈限的测量
阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作
自从本世纪50年代，Tanner和Swets等人把信号检测论引 入心理学领域以来，又为心理物理学的研究提供了一个 新的有力工具。
一、感觉阈限的测量
（一）感觉阈限的界定
刚刚能引起感觉的最小刺激强度叫做绝对阈限（RL）。 刚刚能引起感觉的最小差别量叫做差别阈限（DL）。 按照这样的定义，还不能对这两种阈限进行测定。根据 实验我们知道，某一特定数值的刺激，在重复作用于感 官时，被试有时报告为“无感觉”，有时报告为“有感 觉”，有时还报告为“刚刚有一点点感觉”。
“无”，其依据是被试的内省，而不是刺激是
否呈现。
被试报告后，主试以“有”“无”或“＋”“-”
记录被试的反应，每个系列都需要被试作“有”
到“无”、或“无”到“有”这两种报告，亦即，
递增时直到第一次报告“有”之后，这一系列才
停止；递减时直到第一次报告“无”之后，这一
系列才停止，然后再进行下一个系列。
什么是最小变化法？
又叫极限法、最小可觉差法，是测量阈限的直接方 法；
最小变化法的刺激由递减和递增两个系列组成；
每次呈现刺激后让被试报告他是否有感觉；
刺激的增减应尽可能地小，目的是系统地探求被试