完整word版实验心理学第七章感觉山东大学期末考试知识点复习良心出品必属精品.docx
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第七章感觉
第一节视觉
一、视觉刺激
（一）视觉的物理刺激
1．视觉的物理特征
在正常情况下，引起视觉的刺激物是光。
可见光的波长大约是380nm（即紫色）到780nm（即红色）。
2．光源的种类
人类可见光的自然来源主要是太阳，夜视觉的自然光源来自月亮反射的太阳光，它们都是白光。
除了自然光以外，还有不同的人造光源，比如电光源中的电灯。
3．单色光
日常生活中很少遇见单色光。
但实验室中经常使用。
通过三菱镜可以把白光分解，也可以使用滤光片等获得。
（二）光刺激的物理测量
1．光源强度的测量
光源在单位时间内发出的光量称为光通量。
光源在给定方向上单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的光强度。
在光度学中，光强度的单位是烛光。
光强度为l烛光的一个点光源，在单位立体角内发射的光通量，定义为1流明（Im）。
常用的观测仪器是目视光度计。
2．光照度测量
1流明的光通量均匀分布在l平方米表面上所产生的光的照度，称为1勒克斯（LX），也等于光强度为1烛光的光源在半径为l米的球表面上产生的光照度。
对光照度的测量，有光度计和照度计。
3．亮度的测量
亮度是指发光体表面的明亮程度。
无论是发光体还是非发光体，都可以用亮度计测量其反射的亮度。
4．物理刺激的表示方法
（1）视网膜照度。
视觉实验中常用视网膜照度表示刺激的物理强度。
（2）光强度等级。
眼睛能接受的刺激范围很大，直接用物理量单位表示不很方便，所以用光强度等级表示。
5．其他测量
（1）反射系数；
（2）透光系数；
（3）密度。
二、视觉现象
（一）明视觉与暗视觉的区别
1．视觉的主要功能
解剖学已经证明，视网膜中含有两类感觉细胞：
锥体细胞和棒体细胞，两者执行不同的视觉功能。
锥体视觉是明视觉，棒体视觉是暗视觉。
在0．001尼特以下的亮度水平，基本上只有棒体细胞发挥作用，在1尼特以上的亮度水平，锥体细胞发挥主要作用，亮度水平介于上述两者之间称为中间视觉，锥体细胞和棒体细胞共同发挥作用。
2．关于明暗视觉的实验研究实例
（1）为了验证“中央凹是夜盲”的实验。
实验时先使眼睛暗适应，这时向中央凹投入一线弱光，用这种方法测得中央凹的阈限很高，而棒体细胞的阈限则很低，即在弱光中棒体细胞能识别，而锥体细胞则不能。
（2）不同光谱明暗感受性的研究。
实验者通过自己的研究证明了明视觉和暗视觉的存在及一些特性。
发现在同样功率的辐射下，在不同的光谱部位，表现出不同的明亮程度。
3．等能光谱感受性的研究
国际照明委员会先后规定了明视觉和暗视觉等能光谱相对明亮度曲线。
（二）明暗适应水平
锥体细胞暗适应较快，暗适应时感受性提高不大；棒体细胞暗适应较慢，感受性提高较大。
一般光适应较快。
1．适应时瞳孔的变化
瞳孔的变化是视觉补偿光线强度的机制之一。
瞳孔的大小似乎还能反映神经系统的状态。
2．锥体与棒体适应及其实验方法
测定适应时的阈限要采用极限法渐增系列。
测定锥体阈限时，要单独刺激锥体细胞。
（1）棒体细胞的适应。
用暗适应仪或一个可以变化光亮的乳白色玻璃都可以测定。
（2）锥体细胞的适应。
黑希特测定锥体的适应是用红色小十字作为测量视野。
用红光测定的结果并认为是锥体细胞的暗适应。
3．影响适应的因素
（1）适应前照明。
照明越强或眼的光适应时间越长，完全适应所需要的时间就越长。
（2）器质性病变。
先天夜盲，暗适应减弱。
（3）维生素A缺乏，造成夜视盲。
（4）年龄因素。
个体在20～30岁时感受性高，以后有所下降。
（5）感官的相互作用。
其他感官的影响可以使感受性提高或降低。
（6）红色护目镜有利于暗视觉。
（7）实验光的波长不同，得到不同的暗适应曲线。
（三）刺激的时间与空间因素
刺激的空间与时间对视觉有累积作用。
1．刺激的时间累积作用
Bunsen-Roscoe定律：
光的强度和持续时间的乘积决定它的效果。
2．刺激的空间累积效应
对于视觉效果是否等于面积与强度的简单乘积，目前尚有争议。
（1）中央凹的累积作用；
（2）分散点的累积作用。
3．视觉阈限的量子理论
现代物理学认为光是由原子形成的，原子是不能再分的粒子。
当把刺激限制在临界时间以内，又在很小的视网膜区域内时，决定阈限的主要因素是光量的总数。
（四）视觉后像
视觉后像是一种视觉现象，即当光刺激视觉器官时，所产生的兴奋并不随着刺激的终止而消失，而是在刺激停止后仍然维持若干时间。
1．影响后像的因素
（1）刺激的强度越大后像越长；
（2）视觉器官越疲劳后像越长；
（3）刺激的视网膜部位，中央凹比外周后像时间要长；
（4）刺激作用的时间越长，后像延续时间越长。
2．实验中克服后像作用的具体办法
（1）亮度匹配实验，要求被试注视两个视场的交界处，使眼球不动，可以克服出现断续闪光的现象。
（2）颜色匹配实验，可以加长刺激的间隔时间，也可以缩短刺激的呈现时间或是减少刺激的强度。
（五）视觉的功能因素
1．视敏度
视敏度是视觉空间频率特性的一个方面，它指分辨空间两点或两线分离的能力。
（1）视敏度的计算；
（2）影响视敏度的因素主要有物理因素、生理因素、心理因素三个方面；
（3）有关视敏度的实验室研究方法，主要有最小视点法、最小可分法。
2．闪光融合频率
闪光融合频率是时间视敏度，是时间分辨力的一项良好指标。
（1）影响闪光融合频率的因素。
影响闪光融合频率的因素有，正时相的强度和两个时相的差异、两个时相的时间比例、刺激面积的大小、视网膜的不同部位、其他感官的刺激、年龄、疲劳、缺氧以及双眼问的迁移等。
（2）闪光融合频率的测定方法。
用闪光融合频率计或混色轮可以测定闪光融合频率。
（3）闪光融合频率的应用。
闪光融合频率可用于亮度匹配，可以作为视生理指标。
3．明度辨别力
明度辨别力主要是指明度差别阈的大小。
（六）双眼视觉因素
在视觉实验中，单眼和双眼效果是不同的，即使都是双眼视觉，因刺激的性质不同会出现双眼竞争和双眼融合等现象，这些现象在视觉研究中都应予以考虑。
（1）双眼累积效果：
双眼的优势差异不大，双眼的阈限要比单眼的阈限低一些。
（2）双眼竞争：
两眼的刺激不同时会出现两眼之间的转换。
（3）双眼融合：
两眼所看到的东西，如颜色、图形等，融合成一个刺激。
（七）侧抑制和感受野现象
1．侧抑制
侧抑制是指相邻的神经元之间能够彼此抑制的现象。
它的存在有提取反差的作用。
2．感受野
感受野指在视觉系统中存在着的“专门化”了的感受细胞，是对某种特定的刺激产生反应的区域，心理学上称为特征觉察器。
第二节颜色视觉
一、光和颜色
（一）可见光波与颜色
不同波长的光波，即波长在380～780毫微米的光波，刺激人眼时（能量足够大），才能引起赤橙黄绿青蓝紫等种种感觉。
产生可见光波的光源有以下几种类型：
（1）太阳光：
是一种混色光，其中一部分包括不同波长的单色光波。
由于这些光波同时作用于人眼，因而感觉它是白光。
（2）各种电光源：
各种电光源的最大光谱辐射功率部位不同，即各波长的组成比例不同，因此，直接影响颜色知觉。
（二）颜色的特性
1．自然物体的颜色
自然物体的颜色有光源色（即发光体的发光颜色）和表面色的区别。
颜色分为两大类，即彩色和非彩色。
2．颜色的三个向度
颜色具有色调、明度、饱和度三个特性。
（1）色调：
主要由光波中哪种波长占优势决定，即在一定的光源照射下，由这个物体所反射的光谱能量的比例决定。
（2）明度：
与作用于物体表面的光线反射系数有关，同时与光波的强度有关，但是有些色调也受光强的影响。
（3）饱和度：
指一个颜色的鲜艳程度，即与某颜色明度相同的灰色相差别的程度，差别越大饱和度就越大。
颜色三度空间纺锤体可以比较好地表示上述特性。
（三）颜色视觉理论
古老的颜色视觉理论主要有两大类，即杨一赫姆霍兹的三色说和黑灵的对立（颉颃学说）。
1．杨-赫姆霍兹的三色说
认为视网膜上存在三种不同的锥体细胞，分别对红、绿、蓝三种颜色的光线最敏感，这些感受器引起兴奋过程的相互作用，便产生各种不用的颜色感觉。
这种理论很好地解释了颜色混合现象及颜色后象，却很难解释色盲现象。
2．黑灵的对立（颉颃学说）
又称四色说，基本假说是：
（1）视觉系统中存在三种感受器：
红-绿、黄-蓝、白-黑；
（2）在各感受器（或称机制中）引起颉颃的反应，哪一方的反应大，即成为最终的反应。
这种理论能够解释红绿色盲产生黄色感觉的现象，但对于三原色能产生光谱中一切颜色这一现象不能给予很好的解释。
3．颜色视觉的现代理论——阶段说
该学说认为，杨一赫姆霍兹的三色说和黑灵的对立学说都是正确的，前者反映了感受器方面的机制，即颜色视觉的第一阶段，而后者反映了兴奋传导通路的机制，是颜色视觉的第二阶段。
二者从不同角度阐述了颜色视觉理论。
产生颜色视觉机制的最后阶段，发生在大脑皮层的视觉中枢，在这里产生各种颜色视觉。
这种理论还仅仅是假说，缺乏大量的实验证明。
二、各种颜色视觉现象
（一）视网膜的颜色区及不同观察视场
具有正常颜色视觉的人，视网膜的颜色区不同。
锥体细胞从中央凹向边缘逐渐减少，各种不同颜色的视网膜区大小不同。
即使在中央凹范围内，对不同颜色也有不同的感受性，当匹配颜色视场大于4度时，一般认为棒体细胞对锥体细胞匹配有抑制作用，因此在颜色匹配实验中常因视场大小不同而得到不同的实验结果。
（二）颜色辨别
人眼对于不同的波长有不同的分辨力，即颜色差别阈限的大小随光波的不同而异。
（三）颜色对比与颜色适应
1．颜色对比
在视场中，相邻区域不同颜色的相互影响叫做颜色对比。
一种颜色并不是在什么条件下看起来都是一样的，它还受其他一些条件的影响，如：
对比影响。
颜色对比有三种：
亮度对比、色调对比和饱和度对比。
2．颜色适应
在颜色刺激作用下所造成的对该颜色的感受性发生变化，叫做颜色适应。
对某一颜色光适应后，再观察另一颜色时，后者会发生变化而带有适应光的补色成分。
（四）色觉异常
色盲和色弱是一种颜色视觉的异常现象，它反映了被试之间的差异。
色盲包括：
部分色盲和全色盲。
三、颜色混合与标定
（一）相加混色与相减混色
1．相加混色
指色光的混合。
全部光谱色都可以由三原色按不同的比例混合产生，其法则是：
2．相减混色
指颜料的混合，颜料的颜色是由自然光照到颜料后，某些成分被颜料吸收，其余部分被反射而形成。
其法则是：
注：
加色法中混合后所产生的颜色的明度是增加的，而减色法中混合后得出的颜色的明度是减少的。
（二）颜色混合定律
颜色混合定律（格拉斯曼定律）主要涉及光的混合：
（1）人的视觉能分辨颜色的三种变化——明度、色调和饱和度。
（2）在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分的比例连续变化，混合色的外观也在连续变化。
由这一定律又导出两个定律：
补色律：
每一种颜色都有一个对应的补色。
如果将一种颜色与其补色混合，便产生白色或灰色；
中间色定律：
任何两个非补色混合，便产生中间颜色；
（3）颜色外观相同的光，不管其光谱成分是否一样，在颜色混合中具有相同的效果。
也就是说，凡是在视觉上相同的颜色都是等效的。
这一定律导出：
代替律：
若颜色A=颜色B，颜色C=颜色D，则A+C=B+D。
（4）混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总和，这就是亮度相加定律。
（三）混合颜色刺激的方法
1．色轮混合
普通的色盘是用两个或两个以上不同颜色的纸盘，每个纸盘剪开一个到圆心的裂口，将各种颜色纸盘交叉放在一起。
当色轮的转速超过闪光融合频率，就可以得到一个稳定的混合色。
2．色光混合
用一定手段如滤光片、单色仪等获得单纯的色光，将其照射到白色屏幕上，光线经过屏幕而达到混合。
（四）色度坐标与色度图
1．颜色相加原理
颜色相加原理就是混合色的三刺激值为各组成分色的三刺激值之和。
2．颜色方程
（C）=R（R）+G（G）+B（B）
3．色度坐标与色度图
用三原色在总量中的比例表示颜色，就是色度坐标。
麦克斯韦提出一个三角形色度图表示颜色，三角形的三个顶点分别代表红、黄、蓝。
四、颜色的测量和标定系统
（一）CIE标准表色系统
（1）193lCIE—RGB表色系统：
由国际照明协会规定。
（2）193lCIE—XYZ系统：
这个系统是色度学实际应用工具，几乎关于颜色的一切测量、标准以及其他方面的延伸都以此为出发点，因而是颜色视觉研究的有力工具。
（3）CIE1964补充色度学系统。
（4）CIE1960均匀颜色空间—CIE1964均匀颜色空间。
（二）颜色的测量和色度计算
（1）三刺激值的测量和色度坐标的计算，可以根据公式和制作好的表查询计算得出。
（2）主波长与纯度，主波长的计算方法主要有作图法和计算法两种。
纯度的计算主要有兴奋纯度和亮度纯度两种的计算。
（三）孟赛尔表色系统
这个系统用一个三维空间的类似球体的模型表示表面色的三种基本特性。
中央轴代表明度等级，离开中央轴的水平距离代表饱和度（彩度）。
五、颜色知觉
（一）客观颜色的知觉问题
（1）照度因素：
一个物体的客观颜色在反射率一定的情况下随照度而变化。
（2）反射率因素：
一个物体有选择或无选择地反射无色的光波，就决定了物体是彩色的还是非彩色的。
（3）客观颜色：
主要有两种不同的色彩型式，广阔色和表面色。
（二）颜色常性的测量
1．布伦斯维克、邵勒斯比率
（1）布伦斯维克比率=（R-S）／（A-S）
（2）邵勒斯比率=（lgR-lgs）／（1gA-lgS）
2．颜色实验的一些方法
（1）用减光屏或孔幕观察；
（2）用有色镜、烟熏镜或节光器减少照度；
（3）照度透视；根据距光源的不同距离，计算不同位置的照度；
（4）改变表面的入射角也可以计算照度的变化。
（三）麦考勒效应
麦考勒效应是指受测验图形条纹方向决定的颜色互补效应，是一种随方向而变的颜色后效。
第三节听觉
一、听觉刺激
听觉是由物体的振动所产生的声波，作用于人（或动物）的听觉器官后产生的一种心理现象。
（一）声波的特性
听觉的适宜刺激是声波，它是由一定介质传播的疏密波。
听觉研究中接触到的声音可分为纯音和复合音。
1．纯音
纯音是单一频率的声音，是单纯的正弦波形式。
2．复合音
复合音是由多个不同频率所组成的声音。
任何复合声都可以分解为几个频率不同的纯音。
按照组成复合音的各纯音的频率之间的关系，可以把复合音进一步分为三种：
音乐声、噪音和语言声。
（1）音乐声：
组成音乐声的各纯音的频率之间的关系是简单的倍数关系，是有周期性的振动，具有可重复波形。
（2）噪音：
组成噪音的各纯音频率之间没有整数倍的关系，是非周期性的，具有不规则的波形。
（3）语言声：
是乐音与噪音的复合音。
元音是有周期性的，辅音是非周期的。
（二）声音的发生率控制
随着电子技术的发展，已经有了系统的电发声设备。
有各种规格型号的信号发生器，包括高低频信号发生器、噪音信号发生器，同时还有各式录音机记录语言声和电信号。
（三）声音的测量
1．测量的单位
（1）频率：
是单位时间（秒）周波的数目。
（2）强度：
声音的强度可以用能量单位或压力单位来表示，现在国际上通用将1000赫兹的听觉阈限的强度0．0002微巴定为基准，其余所测量的声压与这个基准比值的对数取为贝尔单位，贝尔的十分之一为分贝尔（dB），因此声压级的计算公式写作：
（3）相位：
对于某些复杂的声音，除考虑频率及强度还必须考虑合成复杂声波的不同相位。
2．用于测量声音的仪器
对于声音频率的测量可以用频率计；对于声音强度的测量一般用声级计。
除上述仪器外，还有示波仪、声谱仪、声图仪和语图仪等声学仪器，可用于对声音的波形、频率、音色、音长等复杂成分进行分析和测量。
二、听觉现象及其测定
（一）音高
1．音高的测量
音高又称音调，是对频率属性的反映，是一个心理量。
引起音高感觉的频率在16Hz到22000Hz之间。
音高的单位是噗，规定1000赫兹、60分贝的音高为1000美。
2．音高与强度的关系
音高在一个轻微的程度上依赖于声音的强度。
在说明一个声音的音高时，最好以一个标准的响度水平做参考，一个常用的标准就是40分贝的影响水平。
3．音高与刺激持续时间的关系
持续时间以另一个不同的方式影响音高。
表现在刺激频率的临界时间。
4．音高与被试个体的关系
音高感觉的个体差异很大。
5．音高的差别阈限
音高的差别阈限主要用频率表示，是多数人实验的统计结果，用50％音高感觉差别的频率差来表示。
现代用颤音技术，有主试确定引起被试有颤音感觉时的频率或强度上的最小差别。
（二）响度
1．响度的范围和测量
响度主要是由声波的强度（振幅）所决定的心理量，反映了刺激的强烈程度，其单位是昧。
规定1000赫兹的纯音其强度为40分贝时所产生的响度为1宋。
响度主要是声压的函数，但也与频率和波形有关。
2．响度与频率的关系
响度感觉相同，其物理刺激（声压线）强度却随着频率的不同而异。
等响曲线是把响度水平相同的各种频率的纯音的声压级连成的曲线。
3．响度与刺激持续时间的关系
一个恒定的刺激所引起的响度感觉在200或300毫秒内增大。
4．响度的差别阈限
响度的差别阈限因刺激的强度与频率不同而变化。
5．响度与听力
不同被试的听力不同，个体差异很大。
同时听力也随年龄因素而变化。
（三）声音的掩盖
声音的掩盖是一种听觉现象，即一个声音的存在使另一个声音的强度阈限提高的现象。
（I）纯音对纯音的掩盖，即频率掩盖；
（2）噪音对纯音的掩盖；
（3）非同时性掩盖，即前掩盖和后掩盖；
（4）其他掩盖，如中枢掩盖。
（四）疲劳和适应
1．听觉疲劳
听觉疲劳指达到一定强度的声波连续作用于听觉器官以后，引起对其他频率的声波感受性降低的现象。
通常是把阈限提高的量作为疲劳的指标，称为“暂时阈移”（TTS）。
（1）疲劳声的强度。
疲劳声的强度越大，TTS越大。
（2）疲劳声作用时间。
一般地，TTS按声音作用时间的对数增加。
（3）被影响声的频率。
通常在高频显著，而疲劳声在低频时作用大于高频。
（4）听力的恢复过程。
在疲劳声作用停止两分钟之内，TTS有不规则的变化，这表明存在不止一种类型的恢复过程。
（5）研究疲劳的意义。
从一个声音产生的TTS，可预测暴露噪音环境多长时间会产生永久性听力损失，为制定听力损失危险阈轮廓线提供可靠的数据。
2．听适应
听觉适应在感觉上的表现是声音的响度在刺激作用最初几分钟内有所下降，随后比较稳定在一个水平上，适应发展最快是在声音作用后1～2分钟，恢复也很快。
听适应与听疲劳是有区别的。
听适应的测定方法为响度平衡法。
（五）声音的相互作用
1．音色
音色随陪音及附加振动成分数目的多少而不同。
2．拍音（升沉）
两个声音的频率相近而同时呈现，便产生拍音（升沉现象）。
3．差音与和音
当两种不同频率（一般相差28赫兹以上）的声音同时作用于听觉器官时，还感觉到两种频率之差或两种频率之和的第三种声音，又称联音。
三、昕空间知觉
（一）声音方向定位线索
（1）双耳的时间差异；
（2）双耳的强度差异；
（3）连续乐音场合下的双耳相位差；
（4）视觉对听觉方位判断的影响。
（二）听觉空间向定位的实验方法
双耳方向定位线索的实验一般都采用两耳分别给予刺激的方法，称作“两耳分开技术”或“两耳分听”。
具体的定位实验有：
早期的音笼实验、咔嗒声实验、连续乐音实验、野外的乐音定位实验。
（三）距离知觉
一个声音的强弱对于听觉的距离知觉是一个很重要的线索。
根据声源发出的声音及回音之间的时间差异辨别距离，是距离知觉的一个主要线索。
四、语音知觉
（一）语音及其声学特点
语音的成分有元音、辅音和特殊的语音，如汉语的声调。
组成语音的元素有音调、音强、音色和音长。
1．元音分析
2．辅音分析
3．语音四要素
（1）声调：
是发生时声带振动基频作高低变化产生。
（2）音高：
主要决定于语音的频率。
（3）音强：
音的响度不一定跟它的强度成正比。
（4）音长：
以时间表示，一般用示波器测量。
4．语音的统计特性
（二）语音知觉实验
（1）清晰度：
通过对一组无意义音素的错误率的统计计算。
（2）语音可懂度：
是对语音宏观现象的研究，是全面分析语音特性的一种心理量。
（三）语音知觉声学线索和语音知觉的范畴性
（1）语音知觉的声学线索；
（2）语音知觉的范畴性。
（四）语音知觉的生理机制与语音知觉理论
1．语音知觉的感受野
1964年Fimas和Whitefield发现听皮层也存在这种对语音作反应的“特征觉察器”即感受野。
2．大脑半球的专门化呈不对称性
某些证据表明，大脑左半球的一部分专门接受语音或类语声，而右半球接受其他噪音。
3．语音知觉理论有动觉论和听觉论
符合语音知觉的生理机制和语音知觉理论。
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