实验心理学II02 感觉实验
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125 250 500 1000 1500 2000 3000 4000 6000 8000
频率（赫兹，Hz） 声音响度的绝对阈限与声音频率的关系
（摘自《实验心理学》，赫葆源，张厚粲等，1983 ）
实验目的
通过测定不同频率下的听觉绝对阈限，学习听力计 的使用，证实纯音的听觉绝对阈限与声音频率的关 系。
大脑半球的专门化成不对称性
某些证据表明：左脑的部分接受语音或类语声，右 脑接受其他噪声
实验准备
实验 最小变化法测量听觉绝对阈限 实验 听觉疲劳与听觉适应过程 实验 听觉空间方向定位的测量 实验 听觉等响度曲线
实验 最小变化法测量听觉绝对阈限
声 60 压 50 级 40 (分贝,dB) 30 20 10 0
声音的掩蔽(auditory masking)
对呈现的较弱声音的听觉感受受到另一个较强 的声音(掩蔽音)影响
纯音对纯音的掩蔽 复合音对纯音的掩蔽 实时与异步掩蔽 中枢掩盖效应
疲劳与适应
声强一定的声波连续 作用于听觉器官后， 引起对另外频率声波 感受性下降； 暂时阈移TTS。 感觉上声音的响度在刺激 最初几分钟有所下降，随后 稳定在一个水平上。
语言四要素
声调 音高 音强 音长
语音的统计特性
语音知觉实验
清晰度 语音可懂度
被试：听力正常 材料：语音测试表 频宽：1500Hz- 1000Hz 噪声的影响
语音知觉的声学线索
发音部位不同的辅音，如ptk或bdg，声学线索是发 噪声的频率位置和后面元音F2的过渡频率。 发音方式不同的辅音，如bpm在于F1特性。
音高与强度的关系
音高与刺激持续时间的关系
刺激频率的临界时间：8000Hz时需150周波，约 20ms；100Hz约30ms，1000Hz约10ms
音高与被试个体的关系
听力损伤（耳聋、音岛和音隙）、老化。 18-29岁间听力正常的被试
音高的差别阈限 ——50%音高差别的频率差
频率计（配话筒） 声级计 扬声器实验测量人耳所在位置，耳机 实验必须使用人工耳 示波器、声谱仪、声图仪、语图仪等
听觉的生理传导
二、听觉的心理物理研究
音高 响度 声音的掩蔽 疲劳与适应 声音的相互作用
音高
单位:口美 1000Hz60dB的纯音音高为1000口美 Stevens&Volkman 1940，分段法
c:d:e:f:g:a:b:c`=1:9/8:5/4:4/3:3/2:5/3:15/8:2
人耳可听的频率(16~,20000~) 音高又称音调，是对频率属性的反映，
听觉的强度
单位：帕斯卡Pa=达因/cm2(音压单位)=尔格/ cm2·秒(能量单位) 人耳可听范围（0.0002微帕，1000微帕） 将1000Hz听觉阈限的Biblioteka Baidu度0.0002微帕定位P0 ，其余所测声压与P0比值的对数取贝尔单位， 其1/10为分贝尔（dB）
NdB=10lg(I/I0)=20lg(P/P0)，I为能量单位， 当两声之比为1012:1时,为12贝尔或120分贝
噪音强度用给定带宽中测定的总强度除以带宽 获得
声音的发生与测量
音叉、音盘和高尔顿笛 电发生设备，换能器(耳机和扬声器)
耳机 方便、易控制、并作单耳/双耳控制实验， 音域较窄，容易失真 扬声器 提供双耳刺激，真实，音域较宽；不简便 不易控制、容易失真，要在消音室进行
视觉生理功能方面
客观环境方面
（一）视觉刺激
可见光 单色光
三棱镜、有色表面 滤光片 单色仪(monochromator)
光通量 Φ 流明lm 光强度 I 烛光cd 光照度 勒克斯LX=1lm的光通量均匀分布在1㎡表面上 或1烛光在半径为1米的球表面上产生的光照度，用光度 计或照度计。 光亮度 物体表面反射光多少，亮度计。
指导语
“现在给你呈现一个持续时间较长的声音， 请你注意听。当声音停止后，主试会给你呈 现另外一个连续的声音，但这个声音要比刚 才呈现的声音要小。开始可能听不到，当能 够听到时向主试报告。间隔半分钟测一次。 每次测之前我都会提示你。下面请你听第一 个刺激。”
结果分析与讨论
分别计算出各实验处理组被试随时间延续听觉绝对 阈限恢复的程度。并将结果填入表格中。计算方法 如下： 适应后阈限相对值=（适应后绝对阈限值／适应前绝对 阈限值）*100% 分别画出四组被试在不同频率下听觉疲劳的恢复过 程曲线，并作出解释。 根据四组被试听觉绝对阈限恢复的时间（以3000Hz 的纯音为例），考察声音强度、持续时间对听觉疲 劳恢复过程的影响，并对结果作出具体的解释。 实验中个体差异是否明显？对小组实验结果的个体 差异进行简单的分析和讨论。
思考题
1、如果要全面考察声音的频率、强度、持续时 间对听觉适应的影响应如何进行实验设计？ 2、在设计听觉适应的实验时，如何控制可能存 在的系统误差？ 3、根据本实验的结果，说明研究听觉适应现象 的实际意义？ 4、在进行听觉适应的实验时，进行组间实验设 计可能存在什么问题？如何解决这一 问题？如 果采用组内设计，会产生什么问题，如何解决 产生的问题？
双耳强度差异
低频时以时间线索为主， 高频以强度线索为主，对 中间线索范围都无效，因 而常出现定位错误；
连续听觉刺激条件下的 双耳相位差 视觉对听觉方位判断的 影响
四、语音知觉
语音及其声学特性
成分：元音、辅音和特殊的语音(汉语音调) 元素：音调、音强、音色、音长
语音知觉实验
语音——元音分析
光源强度
（二）明视觉和暗视觉
棒体细胞和锥体细胞
视觉研究
明度知觉（明适应和暗适应） 颜色知觉 空间知觉 闪光融合频率 常见视觉现象 视觉的脑机制与神经生化机制
一、视觉研究的影响因素
光源刺激方面
可见波的波长、视觉刺激的光强度、背景光强度及光 强度的变化、不同波段色光之间的相互影响、视觉刺 激呈现的时间、视觉刺激辐射面积的大小以及其他空 间特性和非空间特性 视网膜神经细胞的分工与活动、视觉肌肉活动与视角 变化、单双眼参与视觉活动的情况、药物、疾病和疲 劳因素、视觉传导通路及视觉皮层损伤以及遗传因素 导致的视觉功能障碍等 主要包括距离、视觉线索、环境信息的动态变化等
现在使用颤音技术 被试报告是否听到颤音 主试任务是确定引起被试有颤音感觉时的频率 或强度上的最小差别
响度
单位：主观感受的心理物理量宋(Sone)，lkHz 、40dB的纯音的响度值为1宋；相对心理物理 量为方(phon)，
口 方. 响度级不同频率的响度级的频率、声压对应关系表
频率(Hz) 4000 3000 1000 500 300 200 100 50 30 20
感觉实验 ——听觉与视觉
周义斌 福大心理系
听觉研究
听觉绝对阈限和相对阈限
听觉疲劳与听觉适应
听觉方向定位
听觉与语言心理学
听觉障碍与语言功能的脑机制等方面
一、听觉研究的因素
听觉刺激方面的因素
声波的振动频率、强度、声音的复合程度、声音的强度变化、声波
持续呈现的时间等
听觉生理功能的因素
听觉方向定位的因素
双耳的时间差异 双耳强度差异 连续听觉刺激条件下的双耳相位差 视觉对听觉方位判断的影响
听觉方向定位的实验研究
三、听空间知觉
•双耳时间差异
滴答声 0.027ms（低频脉冲） 60ms（4000Hz以上） 是否可以完全提供方 位定向线索？
声音方向定位的其他线索
声压级(dB) 34
33
40
38
39
45
51
66
76
88
Flethes&Muson,1933, 以1000Hz纯音40dB为 标准刺激作等响曲线
响度的差别阈限(RR Riesz)
响度与听力
ISO提出的不同年龄的平均听力损失（以25 岁青年的听阈为参考标准，dB）
频率 年龄 30 35 40 45 50 55 60 纯音频率（kHz） 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0.4 0.7 1.2 1.7 2.0 2.2 2.3 3 1.2 2.2 4.0 5.6 6.5 7.2 7.7 4 1.9 3.5 6.4 9.0 10.5 11.5 12.2 6 2.4 4.5 8.2 11.5 13.4 14.7 15.7 8 2.5 4.7 8.6 12.1 14.1 15.4 16.7 12 5.0 9.3 17.0 23.9 27.8 30.5 32.6 15 10.2 18.9 34.2 48.5 56.2 61.9 65.9
结果分析与讨论
分别计算出各频率下的听觉绝对阈限（校正值）。
以频率为横坐标，响度为纵坐标，绘出被试的听觉绝 对阈限与频率之间的关系曲线，并进行解释。
统计全班同学的平均听觉绝对阈限，并绘出频率与响 度绝对阈限关系图，并与个人结果对照。
对实验结果做性别和频率水平的差异分析。
实验 听觉疲劳与听觉适应过程
包括听觉的感受器官（耳），药物、疾病和疲劳因素、听觉适应、
听觉传导通路及听觉皮层损伤、年龄因素等
客观环境方面的因素
听觉刺激呈现的空间位置、距离与听觉感受性及听觉方向定位有密 切的联系，并影响听觉刺激达到双耳的时间差和强度差。
听觉的适宜刺激——声波
纯音
单一频率的正弦波，由频率、强度和相位决定 音乐声 各纯音的频率之间是简单的倍数关系，复合 声是周期性，如1、2、乐器声、语言中的元音… 噪音 复合声的各纯音频率间没有整数倍关系
被试
听觉正常
AC9082/9083诊断听力计，附气导隔音耳机一个， 反应键一对，数据传输线一条。 实验材料为不同频率的纯音。
实验仪器与实验材料
实验设计与实验过程控制
安装调试听力计。将电源、气导耳机和反应键接好 ，打开电源，检查听力计是否能正常工作。 环境要求:背景噪音小于30dB 。受试者在近1-2天 内应避免暴露于强噪音的环境中。 听力计功能的选择 (参见书中说明)。 预备实验：优势耳的确定 具体方法是：选择1000Hz频率的纯音按或 的呈现方式分别对左右耳施测4次，分别求出左右4 次的平均值，并选择阈限值较低的一侧作为优势耳 进行实验。 正式实验。
实验时，每个被试每个频率的纯音施测8次，顺 序为或，频率从125Hz到 8000Hz，每个被试共做10个频率，总共80次 实验。实验选择“断续”的纯音信号。
指导语：
“下面给你呈现的是一个声音，这个声音的 强度是不断增大或减小的。当声音增大时， 呈现的声音是从听不见到能听见，当你听见 声音时，按键作出反应；当纯音逐渐减小时 ，声音是从听得见到听不见，当你听不见声 音时，按键作出反应。这样要做好多次。”
复合音
白噪声（最大振幅在各频率间分布均匀）和无规则噪声等 低通噪音、高通噪音和带通噪音
语言声
乐音（元）与噪音（辅）的复合音
声音的频率
单位：Hz，或简写为~，或(cps) 用音阶表示时，假定中央c音为256~，上行八 座c音和下行八座c音为512~和128~（一般音 乐家定260~（或258.6~）为中央c），各音阶 比率近似为
影响因素:声音的频率、响度、刺激持续的时 间以及个体的身心状态等
实验目的
检验刺激强度及持续时间对听觉疲劳及疲劳的恢复 过程的影响。
了解和掌握听觉适应现象及听觉适应过程。
实验仪器与实验材料 (同上一实验）
选择测定听觉适应过程的频率为500 Hz、1000 Hz、 2000 Hz、6000 Hz、8000 Hz，声压级采用80分贝和 100分贝。呈现时间5分钟和10分钟。 实验设计为组间设计，各实验处理组的被试按完全随机 的原则分配，尽量做到等组分配。 选择被试的优势耳 对第一个实验处理组的被试呈现500Hz/80dB的纯音刺 激５min。５min后，再以500Hz的纯音测被试的听觉阈 限及听觉疲劳恢复过程，半分钟测一次，直至听觉绝对 阈限恢复为止。 分别按4的程序给第二、三、四实验处理组呈现各频率 下80dB/10分钟、100dB/5分钟、100dB/10分钟的纯音 刺激，并测定听觉疲劳的恢复过程，并记录结果
频率（赫兹，Hz） 声音响度的绝对阈限与声音频率的关系
（摘自《实验心理学》，赫葆源，张厚粲等，1983 ）
实验目的
通过测定不同频率下的听觉绝对阈限，学习听力计 的使用，证实纯音的听觉绝对阈限与声音频率的关 系。
大脑半球的专门化成不对称性
某些证据表明：左脑的部分接受语音或类语声，右 脑接受其他噪声
实验准备
实验 最小变化法测量听觉绝对阈限 实验 听觉疲劳与听觉适应过程 实验 听觉空间方向定位的测量 实验 听觉等响度曲线
实验 最小变化法测量听觉绝对阈限
声 60 压 50 级 40 (分贝,dB) 30 20 10 0
声音的掩蔽(auditory masking)
对呈现的较弱声音的听觉感受受到另一个较强 的声音(掩蔽音)影响
纯音对纯音的掩蔽 复合音对纯音的掩蔽 实时与异步掩蔽 中枢掩盖效应
疲劳与适应
声强一定的声波连续 作用于听觉器官后， 引起对另外频率声波 感受性下降； 暂时阈移TTS。 感觉上声音的响度在刺激 最初几分钟有所下降，随后 稳定在一个水平上。
语言四要素
声调 音高 音强 音长
语音的统计特性
语音知觉实验
清晰度 语音可懂度
被试：听力正常 材料：语音测试表 频宽：1500Hz- 1000Hz 噪声的影响
语音知觉的声学线索
发音部位不同的辅音，如ptk或bdg，声学线索是发 噪声的频率位置和后面元音F2的过渡频率。 发音方式不同的辅音，如bpm在于F1特性。
音高与强度的关系
音高与刺激持续时间的关系
刺激频率的临界时间：8000Hz时需150周波，约 20ms；100Hz约30ms，1000Hz约10ms
音高与被试个体的关系
听力损伤（耳聋、音岛和音隙）、老化。 18-29岁间听力正常的被试
音高的差别阈限 ——50%音高差别的频率差
频率计（配话筒） 声级计 扬声器实验测量人耳所在位置，耳机 实验必须使用人工耳 示波器、声谱仪、声图仪、语图仪等
听觉的生理传导
二、听觉的心理物理研究
音高 响度 声音的掩蔽 疲劳与适应 声音的相互作用
音高
单位:口美 1000Hz60dB的纯音音高为1000口美 Stevens&Volkman 1940，分段法
c:d:e:f:g:a:b:c`=1:9/8:5/4:4/3:3/2:5/3:15/8:2
人耳可听的频率(16~,20000~) 音高又称音调，是对频率属性的反映，
听觉的强度
单位：帕斯卡Pa=达因/cm2(音压单位)=尔格/ cm2·秒(能量单位) 人耳可听范围（0.0002微帕，1000微帕） 将1000Hz听觉阈限的Biblioteka Baidu度0.0002微帕定位P0 ，其余所测声压与P0比值的对数取贝尔单位， 其1/10为分贝尔（dB）
NdB=10lg(I/I0)=20lg(P/P0)，I为能量单位， 当两声之比为1012:1时,为12贝尔或120分贝
噪音强度用给定带宽中测定的总强度除以带宽 获得
声音的发生与测量
音叉、音盘和高尔顿笛 电发生设备，换能器(耳机和扬声器)
耳机 方便、易控制、并作单耳/双耳控制实验， 音域较窄，容易失真 扬声器 提供双耳刺激，真实，音域较宽；不简便 不易控制、容易失真，要在消音室进行
视觉生理功能方面
客观环境方面
（一）视觉刺激
可见光 单色光
三棱镜、有色表面 滤光片 单色仪(monochromator)
光通量 Φ 流明lm 光强度 I 烛光cd 光照度 勒克斯LX=1lm的光通量均匀分布在1㎡表面上 或1烛光在半径为1米的球表面上产生的光照度，用光度 计或照度计。 光亮度 物体表面反射光多少，亮度计。
指导语
“现在给你呈现一个持续时间较长的声音， 请你注意听。当声音停止后，主试会给你呈 现另外一个连续的声音，但这个声音要比刚 才呈现的声音要小。开始可能听不到，当能 够听到时向主试报告。间隔半分钟测一次。 每次测之前我都会提示你。下面请你听第一 个刺激。”
结果分析与讨论
分别计算出各实验处理组被试随时间延续听觉绝对 阈限恢复的程度。并将结果填入表格中。计算方法 如下： 适应后阈限相对值=（适应后绝对阈限值／适应前绝对 阈限值）*100% 分别画出四组被试在不同频率下听觉疲劳的恢复过 程曲线，并作出解释。 根据四组被试听觉绝对阈限恢复的时间（以3000Hz 的纯音为例），考察声音强度、持续时间对听觉疲 劳恢复过程的影响，并对结果作出具体的解释。 实验中个体差异是否明显？对小组实验结果的个体 差异进行简单的分析和讨论。
思考题
1、如果要全面考察声音的频率、强度、持续时 间对听觉适应的影响应如何进行实验设计？ 2、在设计听觉适应的实验时，如何控制可能存 在的系统误差？ 3、根据本实验的结果，说明研究听觉适应现象 的实际意义？ 4、在进行听觉适应的实验时，进行组间实验设 计可能存在什么问题？如何解决这一 问题？如 果采用组内设计，会产生什么问题，如何解决 产生的问题？
双耳强度差异
低频时以时间线索为主， 高频以强度线索为主，对 中间线索范围都无效，因 而常出现定位错误；
连续听觉刺激条件下的 双耳相位差 视觉对听觉方位判断的 影响
四、语音知觉
语音及其声学特性
成分：元音、辅音和特殊的语音(汉语音调) 元素：音调、音强、音色、音长
语音知觉实验
语音——元音分析
光源强度
（二）明视觉和暗视觉
棒体细胞和锥体细胞
视觉研究
明度知觉（明适应和暗适应） 颜色知觉 空间知觉 闪光融合频率 常见视觉现象 视觉的脑机制与神经生化机制
一、视觉研究的影响因素
光源刺激方面
可见波的波长、视觉刺激的光强度、背景光强度及光 强度的变化、不同波段色光之间的相互影响、视觉刺 激呈现的时间、视觉刺激辐射面积的大小以及其他空 间特性和非空间特性 视网膜神经细胞的分工与活动、视觉肌肉活动与视角 变化、单双眼参与视觉活动的情况、药物、疾病和疲 劳因素、视觉传导通路及视觉皮层损伤以及遗传因素 导致的视觉功能障碍等 主要包括距离、视觉线索、环境信息的动态变化等
现在使用颤音技术 被试报告是否听到颤音 主试任务是确定引起被试有颤音感觉时的频率 或强度上的最小差别
响度
单位：主观感受的心理物理量宋(Sone)，lkHz 、40dB的纯音的响度值为1宋；相对心理物理 量为方(phon)，
口 方. 响度级不同频率的响度级的频率、声压对应关系表
频率(Hz) 4000 3000 1000 500 300 200 100 50 30 20
感觉实验 ——听觉与视觉
周义斌 福大心理系
听觉研究
听觉绝对阈限和相对阈限
听觉疲劳与听觉适应
听觉方向定位
听觉与语言心理学
听觉障碍与语言功能的脑机制等方面
一、听觉研究的因素
听觉刺激方面的因素
声波的振动频率、强度、声音的复合程度、声音的强度变化、声波
持续呈现的时间等
听觉生理功能的因素
听觉方向定位的因素
双耳的时间差异 双耳强度差异 连续听觉刺激条件下的双耳相位差 视觉对听觉方位判断的影响
听觉方向定位的实验研究
三、听空间知觉
•双耳时间差异
滴答声 0.027ms（低频脉冲） 60ms（4000Hz以上） 是否可以完全提供方 位定向线索？
声音方向定位的其他线索
声压级(dB) 34
33
40
38
39
45
51
66
76
88
Flethes&Muson,1933, 以1000Hz纯音40dB为 标准刺激作等响曲线
响度的差别阈限(RR Riesz)
响度与听力
ISO提出的不同年龄的平均听力损失（以25 岁青年的听阈为参考标准，dB）
频率 年龄 30 35 40 45 50 55 60 纯音频率（kHz） 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0.4 0.7 1.2 1.7 2.0 2.2 2.3 3 1.2 2.2 4.0 5.6 6.5 7.2 7.7 4 1.9 3.5 6.4 9.0 10.5 11.5 12.2 6 2.4 4.5 8.2 11.5 13.4 14.7 15.7 8 2.5 4.7 8.6 12.1 14.1 15.4 16.7 12 5.0 9.3 17.0 23.9 27.8 30.5 32.6 15 10.2 18.9 34.2 48.5 56.2 61.9 65.9
结果分析与讨论
分别计算出各频率下的听觉绝对阈限（校正值）。
以频率为横坐标，响度为纵坐标，绘出被试的听觉绝 对阈限与频率之间的关系曲线，并进行解释。
统计全班同学的平均听觉绝对阈限，并绘出频率与响 度绝对阈限关系图，并与个人结果对照。
对实验结果做性别和频率水平的差异分析。
实验 听觉疲劳与听觉适应过程
包括听觉的感受器官（耳），药物、疾病和疲劳因素、听觉适应、
听觉传导通路及听觉皮层损伤、年龄因素等
客观环境方面的因素
听觉刺激呈现的空间位置、距离与听觉感受性及听觉方向定位有密 切的联系，并影响听觉刺激达到双耳的时间差和强度差。
听觉的适宜刺激——声波
纯音
单一频率的正弦波，由频率、强度和相位决定 音乐声 各纯音的频率之间是简单的倍数关系，复合 声是周期性，如1、2、乐器声、语言中的元音… 噪音 复合声的各纯音频率间没有整数倍关系
被试
听觉正常
AC9082/9083诊断听力计，附气导隔音耳机一个， 反应键一对，数据传输线一条。 实验材料为不同频率的纯音。
实验仪器与实验材料
实验设计与实验过程控制
安装调试听力计。将电源、气导耳机和反应键接好 ，打开电源，检查听力计是否能正常工作。 环境要求:背景噪音小于30dB 。受试者在近1-2天 内应避免暴露于强噪音的环境中。 听力计功能的选择 (参见书中说明)。 预备实验：优势耳的确定 具体方法是：选择1000Hz频率的纯音按或 的呈现方式分别对左右耳施测4次，分别求出左右4 次的平均值，并选择阈限值较低的一侧作为优势耳 进行实验。 正式实验。
实验时，每个被试每个频率的纯音施测8次，顺 序为或，频率从125Hz到 8000Hz，每个被试共做10个频率，总共80次 实验。实验选择“断续”的纯音信号。
指导语：
“下面给你呈现的是一个声音，这个声音的 强度是不断增大或减小的。当声音增大时， 呈现的声音是从听不见到能听见，当你听见 声音时，按键作出反应；当纯音逐渐减小时 ，声音是从听得见到听不见，当你听不见声 音时，按键作出反应。这样要做好多次。”
复合音
白噪声（最大振幅在各频率间分布均匀）和无规则噪声等 低通噪音、高通噪音和带通噪音
语言声
乐音（元）与噪音（辅）的复合音
声音的频率
单位：Hz，或简写为~，或(cps) 用音阶表示时，假定中央c音为256~，上行八 座c音和下行八座c音为512~和128~（一般音 乐家定260~（或258.6~）为中央c），各音阶 比率近似为
影响因素:声音的频率、响度、刺激持续的时 间以及个体的身心状态等
实验目的
检验刺激强度及持续时间对听觉疲劳及疲劳的恢复 过程的影响。
了解和掌握听觉适应现象及听觉适应过程。
实验仪器与实验材料 (同上一实验）
选择测定听觉适应过程的频率为500 Hz、1000 Hz、 2000 Hz、6000 Hz、8000 Hz，声压级采用80分贝和 100分贝。呈现时间5分钟和10分钟。 实验设计为组间设计，各实验处理组的被试按完全随机 的原则分配，尽量做到等组分配。 选择被试的优势耳 对第一个实验处理组的被试呈现500Hz/80dB的纯音刺 激５min。５min后，再以500Hz的纯音测被试的听觉阈 限及听觉疲劳恢复过程，半分钟测一次，直至听觉绝对 阈限恢复为止。 分别按4的程序给第二、三、四实验处理组呈现各频率 下80dB/10分钟、100dB/5分钟、100dB/10分钟的纯音 刺激，并测定听觉疲劳的恢复过程，并记录结果