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心理物理定律的阈限测量

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如果一个光刺激呈现的时间很短,它要被觉察到必须具有很高的强度水平;但随着呈现的持续时间的延长,所需的强度水平会很快下降。这个呈现时间(t)和所需强度(I)间的反比例关系证明了时间累积现象的存在,用公式来表示为It=常数,这就是布洛克定律。这个定律适用于刺激持续时间在0.1秒以下的视觉绝对阈限,0.1秒称为刺激的临界持续时间,超过这个值,虽然时间累积现象依旧存在,但反比例关系就不再成立了。当刺激持续时间超过大0.5秒时,阈限处所需的刺激强度就与时间无关了,这时,而洛克定律应该写成△I=常数。由于视网膜对光能的时间累积受临界时间的限制,因此视刺激阈限的值取决于光能的总量(It)。朋森和罗斯科对反比例定律加以修订,使之适用于所有的光化学反应,修订后的公式称为朋森-罗斯科定律。

1911年,A.布隆代尔和J.雷伊提出一个表示视觉阈限量(It)与刺激呈现时间(t)的函数关系的线性公式It=a+bt,其中a和b是两个常量。这个公式说明达到阈限所需的光能等于一个常量a加上一个随时间增加的量(bt)。1920年,H.皮龙在《感觉:其作用、过程和机制》中指出,It并不严格是时间的线性函数,而是在开始的阶段呈抛物线型,超过时间的临界值后,才趋于线性。皮龙定律表述为IT=at ,其中n是时间的分数幂指数,对视锥细胞和视杆细胞取不同的值。

在特定的条件下,眼睛还显示有网膜区域的空间能量累积。根据里科定律,IA=K,说明刺激面积和强度的乘积达到定值,就在中央凹产生一个特定的视觉效累。至于作用于边缘网膜的刺激,若视角在2°一7°范围之内,则遵循派博定律I =K。 。1976年,J.F.科索及其同事报告,在一定时间限制下,听觉阈限随听刺激呈现时间的延长而下降,但在阈限处的关系却不像It=C那么简单,还要取决于测验乐音的频率和被试的年龄。某些特定频率的声音强度和持续时间呈反比例关系只在100ms以内成立。1951年,J.C.利克利德假定(I一I。)t=C,其中I。是输入刺激(I)的一部分,代表在听兴奋加工中被转移出来未结合的部分。

由于声音的持续时间每下降10倍,听阈平均上升 8.92分贝,1959年,F.米斯科尔克齐—福多尔提出C=n—log(T。/T),其中n是阈限改变的分贝值;T。是听系统的调整时间,设定为150 ms;a是脉冲持续时间少于150ms时,每下降10倍的阈限改变值8.92dB;T是脉冲实际的持续时间。把给定的值代入公式,阈限分贝改变的量值即可计算获得。 反比例定律涉及的临界持续时间在其他感觉道也可以看到。味觉的临界时间随特定的味刺激而变化,甜刺激大约需2秒;咸刺激3秒;苦和酸刺激都是3.5秒。至于嗅觉,刺激作用时间超过5秒,时间才不再成为决定阈限大小的重要因素。对于热刺激,作用时间短于10秒都表现有时间累积;由气流吹到前额产生的冷反应在1.5秒以内都遵循反比例定律。总之,对所有的感觉道,均匀、连续的刺激,在感觉阈限处都表现有刺激强度和呈现时间吴反比例关系的时间累积现象。