в области каких ощущений основной психофизиологический закон не действует
Основной психофизический закон Вебера-Фехнера
Вы будете перенаправлены на Автор24
Сущность закона Вебера-Фехнера
В психофизике закон Вебера-Фехнера сочетает в себе два различных закона человеческого восприятия.
Эрнст Генрих Вебер (1795-1878) был одним из первых людей, который начал изучение человеческой реакции на физический стимул в количественном выражении. Закон Вебера гласит, что заметная разница между двумя стимулами пропорциональна величине стимулов (и чувствительности субъекта), то есть если вы чувствуете изменение веса на 0,5 фунта у гантели весом 5 фунтов, то у десятифунтовой гантели вы почувствуете прибавление 1 фунта.
Густав Теодор Фехнер (1801–1887) позже использовал выводы Вебера для построения психофизической шкалы, в которой он описал взаимосвязь между физической величиной стимула и его субъективно воспринимаемой интенсивностью. Закон Фехнера (иначе называемый шкалой Фехнера) гласит, что субъективное ощущение пропорционально логарифму интенсивности стимула. Масштабирование Фехнера математически формализовано. На самом деле человеческое восприятие зрения и звука работает следующим образом: воспринимаемая громкость (яркость) пропорциональна логарифму фактической интенсивности, измеренной точным техническим инструментом.
Некоторые авторы используют термин «закон Вебера-Фехнера» для обозначения закона Вебера, а другие используют его для закона Фехнера. Использование термина «закон Вебера-Фехнера» было раскритиковано Эвальдом Герингом как неправильное употребление.
Вывод закона Фехнера для восприятия веса
Готовые работы на аналогичную тему
Вебер обнаружил, что заметна разница между двумя весами, которая приблизительно пропорциональна им. Таким образом, если только вес 105 г (а не 104 г или 104,9 г) можно отличить от веса 100 г, дифференциальный порог равен 5 г. Если масса образца удваивается, дифференциальный порог также удваивается до 10 г так, что можно отличить 210 г от 200 г. В этом примере вес (любой вес), по-видимому, должен увеличиться на 5%, чтобы кто-то мог надежно обнаружить прибавление, и это минимально необходимое дробное увеличение (5/100 от исходного веса) называется «Фракция Вебера» для выявления изменений в весе. Другие задачи различения, такие как обнаружение изменений яркости, высоты тона (частоты чистого тона) или длины линии, отображаемой на экране, могут иметь разные дроби Вебера.
Этот вид отношений может быть описан дифференциальным уравнением:
Недостатки закона Вебера-Фехнера
Фехнер не проводил никаких экспериментов о том, как воспринимаемая тяжесть увеличивается с массой раздражителя. Вместо этого он предположил, что все они субъективно равны, и математически утверждал, что это приведет к логарифмической связи между интенсивностью стимула и ощущением. Эти предположения были подвергнуты сомнению. В настоящее время большинство исследователей признают, что степенной закон является более реалистичным отношением или что логарифмическая функция является лишь одной из возможных функций.
Другие способы восприятия обеспечивают лишь смешанную поддержку как закона Вебера, так и закона Фехнера. Так Закон Вебера не совсем верен для громкости. Это справедливо для звуков более высокой интенсивностей, но не для более низких амплитуд.
Первая демонстрация явлений была представлена Рисом в 1928 году в Physical Review. Это отклонение от закона Вебера известно как «ближний промах» закона Вебера. Этот термин был придуман Макгиллом и Голдбергом в их статье «Восприятие и психофизика» 1968 года. Их исследование состояло в различении интенсивности в чистых тонах. Дальнейшие исследования показали, что ближний промах наблюдается и при шумовых раздражителях.
Глаз воспринимает изменение яркости в умеренном диапазоне приблизительно логарифмически, а звездная величина измеряется в логарифмическом масштабе. Эта шкала величин была изобретена древнегреческим астрономом Гиппархом примерно в 150 г. до н.э. Он оценил звезды, которые мог видеть, с точки зрения их яркости, от 1, представляющей самые яркие светила, до 6, представляющей самые слабые.
Применение закона
Этот закон применяется в областях оценки величины, таких как работа с большими масштабами и оценка расстояний. Он также может сыграть роль в объяснении того, почему потребители отказываются ходить по магазинам, чтобы сэкономить небольшой процент на крупной покупке, но будут ходить по магазинам, чтобы сэкономить большой процент на небольшой покупке, которая представляет собой гораздо меньшую абсолютную сумму в долларах.
В области каких ощущений основной психофизиологический закон не действует
Работа каждого анализатора имеет специфические закономерности. Наряду с этим все виды ощущений подчинены общим психофизиологическим закономерностям. К ним относятся: 1) пороги чувствительности, 2) адаптация, 3) сенсибилизация, 4) контраст ощущений, 5) синэстезия.
1) Для возникновения какого-либо ощущения раздражитель должен иметь определенную степень интенсивности. Пороги чувствительности — это ее предельные возможности. Диапазон нашей чувствительности ограничен нижним и верхним абсолютными порогами.
Минимальная величина раздражения, необходимая для возникновения едва заметного ощущения, называется абсолютным нижним порогом ощущения. Например, для возникновения ощущения давления достаточно воздействия 2 мг на 1 мм2 поверхности кожи.
Верхний абсолютный порог ощущений — это максимальная величина раздражения, дальнейшее увеличение которой вызывает болевые ощущения или исчезновение ощущения. Так, сверхгромкий звук вызывает боль в ушах, а сверхвысокий (по частоте’ колебаний свыше 20 000 гц) — исчезновение ощущения (слышимый звук переходит в ультразвук). Давление свыше 300 г/мм2 вызывает боль.
Наряду с абсолютной различается относительная чувствительность — чувствительность к изменению интенсивности воздействия. Относительная чувствительность измеряется порогом различения (разностным порогом).
Порог различения — минимальное различие в силе двух однотипных раздражителей, необходимое для изменения интенсивности ощущения. Порог различения измеряется относительной величиной (дробью), которая показывает, какую часть первоначальной силы раздражителя надо прибавить (или убавить), чтобы получить едва заметное ощущение изменения в силе данных раздражителей.
Так, если взять груз в 1 кг и затем прибавить еще 10 г, то этой прибавки никто ощутить не сможет; чтобы почувствовать увеличение прибавки веса, необходимо добавить 1/30 часть первоначального веса, т. е. 33 г. Таким образом, относительный порог различения силы тяжести равен 1/30 части силы первоначального раздражителя.
Относительный порог различения яркости света равен 1/100; громкости звука — 1/10; вкусовых воздействий — 1/5 (табл. 3).
Указанные закономерности являются психофизическими зависимостями. Они впервые были самостоятельно открыты в первой половине XIX века французским физиком П. Бугером и немецким психофизиком Э. Г. Вебером и носят название закона Бугера–Вебера (психофизический закон, выражающий постоянство отношения приращения величины раздражителя и силы ощущения).
Чувствительность анализаторов. Абсолютные (нижние и верхние) и разностные (дифференциальные) пороги
Степенная зависимость изменения ощущений при изменении интенсивности раздражителей (закон Стивенса)
Степень изменения ощущения при изменении интенсивности раздражителя на один порядок
Немецкий ученый Г. Фехнер вывел закон, согласно которому изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя. (Так, для того чтобы ощущение, имеющее величину 1, усилилось в три раза, необходимо увеличить силу раздражителя в 103 раз.) Эта психофизическая закономерность стала именоваться основным психофизическим законом — законом Фехнера (сила ощущения пропорциональна логарифму величины действующего раздражителя).
В настоящее время эта зависимость уточнена С. С. Стивенсом, установившим степенную зависимость между величиной; раздражителя и силой ощущения (закон Стивенса) (табл. 4):
Нижние и верхние абсолютные пороги ощущений (абсолютная чувствительность) и пороги различения (относительная чувствительность) характеризуют пределы человеческой чувствительности. Наряду с этим различаются оперативные пороги ощущений — величина сигнала, при которой точность и скорость его различения достигает максимума. (Эта величина на порядок больше, чем величина порога различения.)
2) Чувствительность анализатора нестабильна, она изменяется в зависимости от различных условий. Так, входя в плохо освещенное помещение, мы вначале не различаем предметы, но постепенно чувствительность анализатора повышается. Находясь в помещении с какими-либо запахами, мы через некоторое время перестаем замечать эти запахи (понижается чувствительность анализатора). Когда мы из плохо освещенного пространства попадаем в ярко освещенное, то чувствительность зрительного анализатора постепенно понижается.
Изменение чувствительности анализатора в результате его приспособления к силе и продолжительности действующего раздражителя называется адаптацией (от лат. adaptatio — приспособление).
Разные анализаторы имеют различные скорость и диапазон адаптации. Адаптация к одним раздражителям происходит быстро, к другим — медленнее.
Быстрее адаптируются обонятельные и тактильные (от греч. taktilos — прикосновение) анализаторы. (Полная адаптация к запаху йода наступает через минуту. Через три секунды ощущение давления отражает только 1/5 силы раздражителя. Поиск очков, сдвинутых на лоб, — один из примеров тактильной адаптации.) Медленнее адаптируются слуховой, вкусовой и зрительный анализаторы. (Для полной адаптации зрительного анализатора в темноте необходимо 45 мин. Однако зрительная чувствительность имеет самый большой диапазон адаптации. Она изменяется в 200 000 раз.)
Явление адаптации имеет целесообразное биологическое значение. Оно содействует отражению слабых раздражителей и предохраняет анализаторы от чрезмерного воздействия сильных раздражителей. Адаптация как привыкание к постоянным условиям обеспечивает повышенную ориентацию на все новые воздействия.
Чувствительность зависит не только от силы воздействия внешних раздражителей, но и от внутренних состояний.
3) Повышение чувствительности анализаторов под влиянием внутренних (психических) факторов называется сенсибилизацией (от лат. sensibilis — чувствительный).
Сенсибилизация, обострение чувствительности, может быть вызвана: 1) взаимодействием ощущений (например, слабые вкусовые ощущения повышают зрительную чувствительность. Это объясняется взаимосвязью анализаторов, их системной работой); 2) физиологическими факторами (состоянием организма, введением в организм тех или иных веществ; например, для повышения зрительной чувствительности существенное значение имеет витамин А; 3) ожиданием того или иного воздействия, его значимостью, специальной установкой на различение раздражителей; 4) упражнением, опытом (так, дегустаторы, специально упражняя вкусовую и обонятельную чувствительность, различают разнообразные сорта вин, чая и мог даже определить, когда и где изготовлен продукт).
Рис. 18. Контраст ощущений.
Внутренние квадраты производят ощущение различной интенсивности серого цвета. В действительности они одинаковы. Чувствительность к свойствам явлений зависит от смежных контрастных воздействий.
У людей, лишенных какого-либо вида чувствительности этот недостаток компенсируется (возмещается) за счет повышения чувствительности других органов (например, повышение слуховой и. обонятельной чувствительности у слепых). Это так называемая компенсаторная сенсибилизация.
Сильное возбуждение одних анализаторов всегда понижает чувствительность других. Это явление называется десенсибилизацией. Так, повышенный уровень шума в «громких цехах» понижает зрительную чувствительность; происходит десенсибилизация зрительной чувствительности.
4) Одно из проявлений взаимодействия ощущений — их контраст.
Контраст ощущений (от франц. contraste — резкая противоположность) — это повышение чувствительности к одним свойствам под влиянием других, противоположных, свойств! действительности. Так, одна и та же фигура одного цвета на светлом фоне кажется темной, а на черном — белой (рис. 18).
5) Синестезия (от греч. synaisthesis — совместное ощущение) — ассоциативное (фантомное) иномодальное ощущение, сопутствующее реальному (вид желтого лимона вызывает ощущение кислого).
ПСИХОФИЗИЧЕСКИЙ ЗАКОН ВЕБЕРА-ФЕХНЕРА
Прежде всего, этот закон представляет собой важное открытие в области психофизики, который позволила охарактеризовать то, что, казалось, не способно поддаваться какой-либо другой характеристике, то есть ощущению человека. Мы знаем, что у человека всего одиннадцать основных видов ощущений (рассмотрим их ниже)
Любое ощущение, обладает определенной степенью интенсивности, или силы. И нам представляется выяснить, каково взаимоотношение между интенсивностью ощущения и раздражения. Скорей всего, интенсивность ощущения либо совсем не связана с интенсивностью раздражения, или, наоборот, представляет собой прямое отражение последнего, или же, между ними имеется специфическая взаимосвязь, которая подчиняется определенной закономерности. Отталкиваясь из закона Вебера, Фехнер понял, что едва заметные разницы в ощущениях, можно рассмотреть как равные, так как все они — величины бесконечно малые, и принять их как единицу меры, при помощи которой можно численно выразить интенсивность ощущений как сумму (или интеграл) едва заметных (бесконечно малых) увеличений, считая от порога абсолютной чувствительности. В итоге он получил два ряда переменных величин — раздражителей и ощущений. Ощущения повышаются в арифметической прогрессии, когда раздражители растут в геометрической прогрессии. Так же мы можем это отношение выразить в логарифмической формуле :
где К и С суть некоторые константы.
Затем Фехнер сделал шаг, за который его до сих пор ругают математики (Фехнер сам был прекрасным математиком, следовательно, сознательно пошел на это «преступление»). От этого уравнения, связывающего малые величины е и R, он перешел к дифференциальному уравнению
Решение будет выглядеть так:
где C1и C2- константы интегрирования.
Определим C2. Ощущение начинается скоторому соответсвует пороговому (R1). При R=R1 ощущение отсутствует и появляется только при малейшем превышении R над R1, т.е. в этом случае Е=0. Рассмотрим полученное решение :
Так как Стивенс не постулировал дискретность сенсорного пространства, он вполне корректно мог перейти к дифференциальному уравнению
решение этого уравнения получило название закона Стивенса. Показатель степени n для каждой модальности имеет свое значение, но, как правило, меньше единицы.
Так что же выяснилось о взаимосвязи между ощущением и раздражением с точки зрения их интенсивности?
Во-первых, подтвердились все данные наблюдения, они свидетельствовали о том, что человек ощущает не любое изменение раздражения, а чувствует только раздражение относительно только большой интенсивности. Во-вторых, в результате исследований был найден закон, в котором лежат основные соотношения между интенсивностью раздражения и ощущения.
Чтобы понять данный закон, важным является понятие порога, оно установилось в процессе психофизических исследований. В процессе исследования было выявлено, что данная интенсивность раздражения всегда должна достигать определенного уровня, для того чтобы мы хоть как-то почувствовали его воздействие. Уровень раздражения, дающий такое едва заметное ощущение, называется нижним порогом ощущения. И еще существует уровень интенсивности раздражения, после него интенсивность ощущения не усиливается. Этот уровень называется верхним порогом ощущения. А вот воздействие раздражения мы чувствуем только в интервале между данными порогами, вот поэтому их нужно называть внешними порогами ощущения. Примечательно, что полного параллелизма между интенсивностями ощущения и раздражения не существует и в межпороговом интервале интенсивностей. Например, когда мы берём в руки книгу, мы, естественно, чувствуем ее вес.
В этом случае интенсивность ее веса находится в промежутке, между нижним и верхними порогами. И теперь заложим в книгу лист бумаги; мы знаем, что физически вес книги увеличится, точнее уровень интенсивности раздражения повысится. Но взяв книгу в руки, мы это изменение не почувствуем.
Увеличение веса должно достигать определенного уровня, так мы могли бы как-то это заметить. Порогом различения, называется величина раздражения, едва заметного ощущения. Раздражение, по интенсивности превышающее величину, называется запороговым, а раздражение с меньшей интенсивностью — допороговым.
Уровень порога различения (высокий или низкий) зависит от чувствительности к различению: чем выше чувствительность к различению, тем ниже порог различения. Вебер обратил внимание (1834) на то, что порог различения бывает двояким — абсолютным и релятивным. Абсолютным порогом называют прирост интенсивности раздражения, нам он нужен для достижения порога различения. Например, если для того, чтобы почувствовать едва заметное изменение 2000-граммового веса, нам к нему необходимо добавить 200 грамм, и затем величина будет предоставлять абсолютный порог ощущения. Показатель абсолютного порога не является постоянной величиной. Он зависит от веса основного раздражителя. Рассмотрим пример, если к основному раздражителю весом в 2000 грамм следует добавить 200 грамм, то в случае 4000-граммового раздражителя 200 грамм уже недостаточно — к нему нужно прибавить еще больше.
где dr — величина дополнительного раздражения,
r — величина основного раздражения.
После опубликования Вебером формулы своего закона было проведено множество экспериментальных исследований с целью установления величины релятивного порога различения во всех модальностях ощущения. Фехнер дал закону Вебера точное математическое выражение: для того, чтобы интенсивность ощущения росла в математической прогрессии, интенсивность раздражения должна расти в геометрической прогрессии. Более короткая математическая формула данного положения выглядит следующим образом:
где Е — интенсивность ощущения,
R — интенсивность раздражения.
Пороги ощущений. Основной психофизический закон.
Для того чтобы в результате действия раздражителя возникло ощущение, необходимо, чтобы вызывающий его стимул достиг определенной величины, т. е. порога чувствительности.
2 типа порогов чувствительности:
Абсолютный
— нижний абсолютный порог ощущения – наименьшая сила раздражителя, при которой возникает едва заметное ощущение,
— верхний абсолютный порог ощущения – наибольшая сила раздражителя, при которой еще возникает ощущение данного вида (выше этого порога возникает болевое ощущение или не происходит изменений в интенсивности ощущений).
Абсолютные пороги ощущений индивидуальны для каждого человека и изменяются в течение жизни.
2) Дифференцированный (или порог чувствительности к различению) – наименьшая величина различий между раздражителями, когда разница между ними еще улавливается. Например, если положить на руку груз весом 100 г, а затем прибавить к этому весу еще 1 г, то этой прибавки человек ощутить не сможет. Для того чтобы ощутить прибавку к весу, необходимо добавить 3—5 г.
Закон Бугера—Вебера гласит: дифференциальный порог ощущения для разных органов чувств различен, но для одного и того же анализатора представляет собой постоянную величину. Например, относительный порог различения яркости света равен 1/100, громкости звука — 1/10, вкуса — 1/5. Сама же постоянная величина получила название константы Вебера.
Нижние и верхние абсолютные пороги чувствительности (абсолютная чувствительность) и дифференциальные пороги различения (относительная чувствительность) характеризуют пределы человеческой чувствительности.
Различают также и оперативные пороги ощущений. Это величина сигнала, при которой точность и скорость его различения максимальны. Эта величина на порядок больше величины порога чувствительности.
Основной психофизический закон: сила ощущения пропорциональна логарифму величины действующего раздражителя:
где R — интенсивность ощущения; С — константа, связанная с соотношением Вебера; S — интенсивность действующего стимула; S 0 — абсолютный порог.
Примерно через 100 лет после этого американский ученый С. Стивенс выдвинул идею возможности непосредственной количественной оценки человеком своих ощущений. Он уточнил основной психофизический закон, установил, что зависимость между ощущением и физическим стимулом имеет не логарифмический, а степенной характер, и вывел следующую формулу:
Позднее были предложены другие уточнения основного психофизического закона, в частности отечественным психологом Ю.М. Забродиным, который ввел дополнительную константу, учитывающую условия наблюдения и задачи, стоящие перед субъектом.
Взаимодействие ощущений.
Интенсивность ощущений зависит не только от силы раздражителей и уровня адаптации рецепторов, но и от раздражителей, воздействующих в данный момент на другие органы чувств.
Изменение чувствительности анализаторов под влиянием раздражителя других органов чувств называется взаимодействием ощущений. Проявляется в повышении и понижении чувствительности: слабые раздражители повышают чувствительность анализаторов, а сильные — понижают.
Взаимодействие ощущений проявляется в следующих формах:
1. Сенсибилизация (от лат. sensibilis — чувствительный) — повышение чувствительности в результате взаимодействия анализаторов и упражнения. Может развиться как путем применения побочных раздражителей, так и путем упражнений. Например, слух у музыкантов, вкусовая чувствительность у дегустаторов.
2. Синестезия — это возникновение под влиянием раздражения некоторого анализатора ощущения, характерного для другого анализатора. Например, при взаимодействии звуковых раздражителей у человека могут возникать зрительные образы. Проявления синестезии индивидуальны. Есть люди с очень яркой способностью к синестезии и люди, у которых она почти не наблюдается.
3. Контраст ощущений — это изменение интенсивности и качества ощущений под влиянием предшествующего или сопутствующего раздражителя. При одновременном действии двух раздражителей возникает одновременный контраст. Широко известно явление последовательного контраста. Ощущение кислого повышает чувствительность к сладкому. После холодного слабый тепловой раздражитель кажется горячим
29. Индивидуальные и возрастные особенности ощущений:
Человек рождается с готовыми органами чувств и готовой способностью к ощущениям. В течении жизни анализаторы совершенствуются, ощущения становятся более точными и развитыми. Индивидуальные различия имеются во всех видах ощущений, особенно заметны в зрении и слухе. Уровень чувствительности зависит от прирожденных особенностей анализаторов, условий жизни, воспитания и деятельности, которую он выполняет. Активная и разнообразная практическая и профессиональная деятельность способствует развитию ощущений. Также влияют и особенности деятельности, которую человек выполняет.
Понятие о восприятии
Восприятие – это целостное отражение предметов и явлений объективного мира при их непосредственном воздействии на органы чувств.
Результат деятельности системы анализаторов. Возникает на основе ощущений, но по сравнению с ними В. – более сложный процесс. Оно предполагает выделение из комплекса признаков основных и наиболее существенных с одновременным отвлечением от несущественных. Делает возможным создание интегральной картины действительности в отличие от ощущений, отражающих отдельные качества реальности.
В. Зависит от определенных отношений между ощущениями, взаимосвязь которых в свою очередь зависит от связей и отношений между качествами и свойствами предмета или явления.
В. – активный процесс отражения окружающего мира, тесно связанный с деятельностью.
Важной составной частью являются движения: глаз (рассматриваем предмет), рук (ощупываем), гортани (воспроизводим слышимый звук).
Таким образом, В. – это система перцептивных действий, овладение которыми требует специального обучения и практики.
Дата добавления: 2019-07-17 ; просмотров: 403 ; Мы поможем в написании вашей работы!