第3章 心理物理学(1)——感觉阈限

先驱:费希纳 先驱 费希纳 (G.T.Fechner,1801-1887)
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。 的长期研究，发展出了测量感觉的基本方法。
1860年提出心理物理法 年提出心理物理法
一百多年来， 一百多年来，心理物理学方法不断发展 本世纪50年代，Tanner和Swets把信号检测论 50年代 本世纪50年代，Tanner和Swets把信号检测论 theory，SDT） （signal detection theory，SDT）引入心理 学领域 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。 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
二、感觉阈限的测量
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。 果的统计处理
测定阈限的实验特点 （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做的反应 （3）测定的次数要多些
（一）最小变化法 minimalmethod） （minimal-change method）
*引自 引自Schiffman（1996），这些阈限值仅作示意用。1ft. = 30.48cm ），这些阈限值仅作示意用 引自 （ ），这些阈限值仅作示意用。
（二）差别阈限
刚刚能引起感觉的最小差别叫做差别阈限。 刚刚能引起感觉的最小差别叫做差别阈限。 差别阈限值也称最小可觉差（ 差别阈限值也称最小可觉差（just difference，j.n.d）。 noticeable difference，j.n.d）。 差别阈限： 50%的次数能觉察出差别， 差别阈限：有50%的次数能觉察出差别，50% 的次数能觉察出差别 的次数不能觉察出差别的刺激强度的差别。 的次数不能觉察出差别的刺激强度的差别。 操作定义） （操作定义）
.42 .38
.38 .34
.46 .34
.42 .42 .42样， 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。 阈限时，也必须想方设法控制常误。 除了要控制习惯 期望误差外 除了要控制习惯和期望误差外，还要控制 习惯和 因标准刺激和比较刺激同时呈现 同时呈现所造成的 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 先后呈现所造成 误差（空间误差）或者因先后呈现所造成 顺序误差）。 的（顺序误差）。 控制方法可采用多层次的ABBA ABBA法 控制方法可采用多层次的ABBA法。
又叫极限法、最小可觉差法，是测量 又叫极限法、最小可觉差法， 阈限的直接方法； 阈限的直接方法； 特点： 特点：将刺激按递增或递减系列的方 及间隔相等的小步变化， 式，及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 或阈限的位置
1、用最小变化法测绝对阈限
（1）自变量 因变量（反应变量） （2）因变量（反应变量） （3）差别阈限的确定（计算） 差别阈限的确定（计算） （4）误差及其控制
DLu=Lu-St DLl=St-Ll PSE=（Lu-Ll）/2 （ ） CE=St-PSE DL=[（Lu-St）+（St-Ll）/2] （ ） （ ） =DLu+DLl/2 =Lu-Ll/2
用恒定刺激法测量差别阈限的记录 次数 增减列 变 异 刺 激 ↓ 持 续 时 间 ( 秒 ) .56 .52 .48 .44 .40 .36 + = + + + = 1 ↑ 2 ↓ 3 ↑ + + + + = + = = + = = + + = ？ + = .38 .30 .42 .34 .38 .34 .42 .34 .42 .38
4 ↓
5 ↑
6 ↓
7 ↑
8 ↓ + + + = = -
9 ↑
10 ↓
11 ↑ +
12 ↓
13 ↑ + + + =
14 15 16 ↓ ↑ + + + = = + = + = = ↓
+ + = + = = .38 .30
+ + = + = -
= = -
.32. .28 .24 .20 -
上限 下限
.42 .42 .42 .42 .38 .38 .38 .34
C、上限与下限之间叫不肯定间距IU 上限与下限之间叫不肯定间距IU D、不肯定间距的中点叫主观相等点（PSE） 不肯定间距的中点叫主观相等点（PSE） 理论上PSE应与标准刺激（St）相等， PSE应与标准刺激 理论上PSE应与标准刺激（St）相等，但 实际有差距，叫常误（CE） 实际有差距，叫常误（CE） E、取不肯定间距的一半或取上差别阈 DLu=Lu-St）和下差别阈（DLl=St-Ll） （DLu=Lu-St）和下差别阈（DLl=St-Ll） 之和的一半为差别阈限
表1 某些近似的觉察阈限
感觉种 类
视 味 嗅 触 觉 觉 觉 觉 听 觉
觉察阈限值
清晰无雾的夜晚30英里处看到的一只烛光 清晰无雾的夜晚30英里处看到的一只烛光 30 安静条件下20ft.处表的滴答声 安静条件下20ft.处表的滴答声 20ft. 一茶匙糖溶于8L水中 一茶匙糖溶于8L水中 8L 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 一只蜜蜂的翅膀从1cm高处落到你的背部 1cm
（1）自变量 ）
自变量： 自变量：刺激系列 要按递增和递减系列交替呈现， 要按递增和递减系列交替呈现，起点要大于 或小于阈限 一般选10 20个强度水平 10到 一般选10到20个强度水平 递增和递减序列要分别测定50次左右（ 50次左右 递增和递减序列要分别测定50次左右（共100 次左右）， ），刺激有实验者操纵 次左右），刺激有实验者操纵 避免被试形成定势， 避免被试形成定势，每次呈现刺激的起点应 该随机变化
习惯误差和期望误差哪一种倾向更大？
分别求递增序列和递减序列的阈值
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。
控制方法： 控制方法：抵消平衡设计 （ ABBA）。 ）。
第一次：递增（ 第一次：递增（A） 第二次：递减（B） 第二次：递减（ 第三次：递减（ 第三次：递减（B） 第四次：递增（A） 第四次：递增（ 递增和递减序列各自所用的次数要相等, 递增和递减序列各自所用的次数要相等,整个 序列中在前和在后的机会也要相等。 序列中在前和在后的机会也要相等。
（3）阈限的确定 ）
阈限是统计值，被试报告“ 阈限是统计值，被试报告“有”和“无”这 两个刺激的中点， 两个刺激的中点，就是这一刺激系列的阈限 *将所有各系列的阈限求平均数 *先分别求出渐增系列和渐减系列的平均数再 求出两系列的平均数 *将每相邻的渐增系列和渐减系列的阈限为一 组求平均数， 组求平均数，然后再求各组的平均数
2、用最小变化法测差别阈限 、
（1）自变量 因变量（反应变量） （2）因变量（反应变量） 差别阈限的确定（计算） （3）差别阈限的确定（计算） （4）误差及其控制
（1）自变量 ）
自变量： 自变量：两个刺激 标准刺激：固定强度，大小不变， 标准刺激：固定强度，大小不变，每次比较 都出现 比较刺激：按递增或递减系列，匹配呈现。 比较刺激：按递增或递减系列，匹配呈现。
（4）误差及控制
习惯误差： 习惯误差：指被试因习惯与原先的刺激所引 起的感觉或状态， 起的感觉或状态，而对新的刺激做了错误的 判断。 判断。 期望误差： 期望误差：是指被试因过早期望要来临的刺 激而导致的错误判断。 激而导致的错误判断。
练习误差(error practice)： 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境， 的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情境，对 实验产生了兴趣和学习效果， 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。 度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。 疲劳误差(error fatigue)： 疲劳误差(error of fatigue)：由于实验多 次重复， 次重复，随着实验进程而发展的疲劳或厌烦 情绪的影响， 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。 确性逐步降低的一种系统误差。
（2）因变量 ）
口头报告形式 一般用三类反应 “+” 比较刺激大于标准刺激 “ -” 比较刺激小于标准刺激 “ =” 比较刺激等于标准刺激 当被试在比较时表示怀疑，可记作“ 当被试在比较时表示怀疑，可记作“？”
（3）差别阈限的确定 ）
A、在递减系列中最后一次“＋”到非“+” 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 之间的中点为差别阈限的上限 （Lu） ；第 ） 一次非“ 一次非“-”到“-” 之间的中点为差别阈限的 下限（ ） 下限（Ll） ； B、 在递增系列中最后一次“-”到非“-” 之 递增系列中最后一次“ 到非“ 间的中点为差别阈限的下限；第一次非“ 间的中点为差别阈限的下限；第一次非“＋” 到“＋”之间的中点为差别阈限的上限。 之间的中点为差别阈限的上限。
多层ABBA法 多层ABBA法 ABBA
比较刺激系列呈现顺序 ↑ 标准刺激呈现位置 左右 前后 相继呈现的先后顺序 ↓ 右左 后前 ↓ 左右 前后 ↑ 右左 后前
最小变化法的变式——阶梯法 阶梯法 最小变化法的变式
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， 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。 列是完全分开的。
因变量（反应变量） （ 2 ）因变量（反应变量）
因变量：被试的口头报告 因变量：被试的口头报告 当刺激呈现之后，感觉有就报告“ 当刺激呈现之后，感觉有就报告“有”，感 觉无就报告“ 主试记录“ 觉无就报告“无”，主试记录“+”“-” 递增时直到第一次报告“ 递增时直到第一次报告“有”，这一系列停 止，递减同理 说不准可以猜，但不可以放弃， 说不准可以猜，但不可以放弃，也可以记录 “？”