用最小变化法测响度的绝对阈限

1、用最小变化法测响度的绝对阈限何晶摘要：本实验使用华东师范大学科教仪器厂生产的听觉实验仪，采用最小变化法，测定了400HZ与2000HZ纯音响度的绝对阈限。并用假设检验中的相关样本的显著性差异检验的方 法检验了期望、习惯、练习、疲劳误差。关键词：纯音响度听觉阈限最小变化法上海师范大学实验心理学导言：本实验为上海师范大学本科应用心理学专业 实验心理学课程内容 的一部分。本实验为实验心理学课上进行的第一次实验，实验日期为2009年10月12日，周一，上午。感觉是物理刺激作用于感官的结果，有一定的刺激作用于感官就会引起一定的反应。由于不同的刺激在不同的时间、作用在不同的个体会产生不同的感觉，因此物理刺

2、激这个概念并不能很好的表明个体的心理感受。所以需要引入另外一个概念一一阈限，以区分刺激和刺激所引起的反应。阈限可以分为绝对阈限和差别阈限两类。绝对阈限是指刚刚能够引起反应的那个刺激的大小。统计学上把有 50%的几率能引起被试反应的刺激值定义为绝对阈限，把有50%几率能引起被试差别感觉的刺激值定义为差别阈限。阈限的研究起于费希纳(Gustav Fechner),他最初采用了最小变化法、恒定刺激法和平均 差误法。最小变化法也叫极限法和系列探查法。他的实验主要有以下特点：在实验中，刺激按递增或者递减两个序列交替呈现，每个系列的刺激强度包括足够大的范围，能够确定从一类反应到另一类反应的瞬间转换点或是阈

3、限位置；各个刺激系列刺激是由小到大或是由大到小的按阶梯式顺序变化的：刺激在阈限以上或者以下一段范围。每次试验要确定15-20个检查点，每个点的间距由实验仪器的可能以及所欲确定的感觉通道的性质 决定，检查点的距离越小，所测定的结果就越精确。在最小变化法的实验中，绝对阈限可以用以下几种方法来确定。在一系列中，被试报告“有”、“无”两个刺激强度的中点，就是这个刺激系列的阈限。 就是说在递增系列时，把最后一个“-”的刺激强度和第一个“ + ”的刺激强度相加再除以 2;然后再求每个系列的阈限的平均数，这个总平均数便是此次试验测得的听觉阈限。在使用最小变化法测定绝对阈限的时候， 常常会出现期望误差和习惯误

4、差。 期望误差是 指在递增系列中提前报告有和在递减系列中提前报告无的倾向产生的误差。误差随实验情境和被试不同而异，实验中的个体差异明显。实验目的：通过测定纯音的响度绝对阈限学习如何用最小变化法来测量绝对阈限。方法：被试：每组两名被试，男女各一。材料和仪器：本实验采用华东师范大学科教仪器厂生产的EP304S型听觉实验仪。仪器序列号为：20803481。机器附带耳机一副，品牌及型号为：XingQiu EOL-II 。程序：1、每组选出两名被试，主试呈现纯音让被试熟悉。2、 确定呈现声音刺激的频率。本次试验选择了400HZ和2000HZ两个项目。3、 初步找出被试的阈限范围，在该点以下7-8分贝为最

5、低点，以上 7-8分贝为最高点。 分别在400hz和2000hz两个频率内操作，每个频率 8个系列。4、主试读指导语：“这是一个听力实验，实验时请你把耳机带好，用右或者左耳听，在 整个实验过程中不要换耳朵。每次我喊预备，你就注意听如果你听到了刚才你听的嘟声，就马上报告，接着休息。若在我喊预备 4、5秒后你还没有听到就向我报告，接着休息。等 待我下一次叫预备。这样总共要做 10多次，请你在每次反应时候标准尽量保持一致，也就 是说，只有当你听到的确是嘟声时候才报告。 ”5、 主试给出一个弱刺激，从喊预备到开始之间间隔2秒。递增和递减序列按照 ABBA BAAB的顺序排列，临近两个系列的起点强度不能

6、相同，避免形成练习和预期。6、每次测定4个系列休息3分钟7、换一个频率，重复上述操作8、换一个被试，重复上述操作。9、在实验时，记录员按照中将测得数据记入表格，表格附带在本报告的“结果”一块 重。10、 在表格最后一行填写每列的阈限数值，阈限数值为在转折线上方一格的分贝数与下方一个分贝数的算术平均数。使用EXCEL计算每个表格内所有系列的平均阈限。11、 对实验进行误差分析。 使用平均数差异的显著性检验中的相关样本、相关系数未知 的检验方法。结果：注一：以下实验结果内的误差分析中，如未标注“差异显著”，均表示没有显著差异。注二：根据实验仪器的说明书所述，由于先今技术在耳机功率转换上存在问题，不

7、同频率的声音以同样的电流强度输出，但最后耳机放出的音量大小会有不同。400HZ的声音比原来低了 5分贝，2000HZ的声音比原来高了 5分贝。所以，在最后结果上，400HZ的绝对阈限需要 -5db，而2000HZ的绝对阈限需要+5db。以下结果内的声音响度数据和最后算得的绝对阈限 值均为仪器显示值，未校正。第一次实验：男被试，400HZdbttt54+53+52+51+50+49+48+47+46+-+-+-+-45-+-+-+-44-+-43-42-41-40-阈限值45.546.544.546.543.546.544.546.5总平均值M=45.5(T =1.11S M =0.39期望与习

8、惯误差分析:tJdi45.546.5-144.546.5-243.546.5-344.546.5-2mt =44.5mJ =46.52s d=0.5t=-4.90t (0.05/2) =3.18|t|t mt t(0.05/2)p0.05差异显著/ mt mJ有期望误差练习与疲劳误差分析:前四后四di35.537.5-239.541.5-235.538.5-341.539.52m 前四=38 m 后四=39.25 Sd =1.92t=-1.56女被试，2000HZDBtJtJtJtJ3635+ +534+33+32+31+-+30+-+-+29-+28-27-26-25-24-23-22-阈限

9、值29.531.529.530.530.529.529.528.5总平均值M=29.875CT=0.855 M =0.30期望与习惯误差分析:Tdi29.531.5-229.530.5-130.529.5129.528.51mt =29.75mJ =302s d=1.69t=-0.33练习与疲劳误差分析:前四后四di29.530.5-131.529.5229.529.5030.528.52m 前四=30.25 m 后四=29.5 s：=1.30t=1.14总结：男被试400hz纯音阈限的总平均值 M为45.5db , 2000hz纯音阈限的总平均值 M为29.125。 女被试400hz纯音阈限

10、的总平均值 M为38.625db ,2000hz纯音阈限的总平均值 M为29.875。男被试在400hz时有显著的期望误差，而女被试也是在同样的400hz是有显著的期望误差。第二次实验：第三被试在更换实验时间、设备及场地，并调节设备至最佳状态后，测得400hz纯音阈限的总平均值 M为20db，2000hz纯音阈限的总平均值 M为23.5。第三被试，400HZdb32+30+28+26+24+22+20 +-+-18 -+-16 -14-12-10-阈限值 1921212117192121总平均数M=20(T =1.414S m=0.499期望与习惯误差分析:Tdi1921-2212101917

11、221210mt =20mJ =20s2d=2 t=0练习与疲劳误差分析:前四后四di19172211922121021210m 前四=20.5 m 后四=19.5 s2d=1t=1.73第三被试，2000HZdbttt34+32+30+28+-(+)+26-+-(+)+-24-+-(+)+ (-)-22-+-20-+-18-16-141210阈限值 2721192123232325总平均数M=22.75(T =2.33S m =0.82期望与习惯误差分析:tJdi2721621192232302325-22mt =23.5 mJ =22 s d=8.75 t=0.88练习与疲劳误差分析：前四

12、后四di272342123-21923-42125-4m前四=22 m后四=23.5 s d=3.28t=-1.43被试三因为实验设备经过调试，更换了北面的房间，更安静，而且被试经过一定练习， 然后主试不仅严格按照 ABBA法排序，还不时在刺激序列中加入干扰刺激，大大降低了期望、习 惯、练习误差，所以最后用相关样本的平均数差异检验，检验不出任何误差。讨论：1、用本实验结果说明被试是否有习惯或者期望误差，如果有，是如何影响响度 绝对阈限测量的准确性？ABBA法抵消，所以对绝对阈本次实验在400hz项有期望误差。但是期望误差可以被 限测量的准确性影响很小，可以忽略。2、本实验结果说明被试是否有练习

13、或者疲劳现象，如果有，是如何影响响度绝 对阈限测定的准确性？无。如果有的话，练习误差可以使实验结果升高，疲劳误差也可以使实验结果升高。3、用本实验的结果说明纯音的听觉阈限是由什么决定的？主要是由实验仪器和实验室环境决定的。和主试的水平、被试的客观听觉阈限、 被试的练习程度也有一定关系。实验者在参加周一的第一次实验室，朝南的实验室窗口斜对桂林路，路上来往车辆甚多， 即使关闭窗户，噪音仍然极大，对实验造成了不小的影响。另外，第一次实验中，组内成员均 未发现耳机线上连有一个音量调节器 ，且音量未开 到最大，这也在很大程度上影响了结果。 所以在第一次实验时阈限非常高。 第一个男被试在 400hz时的绝

14、对阈限竟然高达 45.5hz。而第二日进行的第二次实验，选择了 4教北面的房间，窗口面对上师大东部校区，噪音大有减轻。且北面的房间是办公室设计，我组成员利用桌子上的隔板将被试的实现与仪器、 主试隔开，被试即使用眼角余光也无法看到主试对仪器的操作。且主试根据第一日的经验，在测试中随机加入不在序列内的的干扰刺激，外加 ABBABAAB 的排序，让熟知实验程序的被试完全不知道听到了哪个位置，很好地破坏了被试的预期，并在一定程度上阻止了练习、疲劳误差的形成，所以第二次实验完全没有误差。但第二次实验也不是没有问题，在2000hz的测试中，被试再次出现了前一日另一组出现的“通关”问题：递减序列中，主试已经将音量调至Odb,但被试仍然报告“有” ！后经过数次跟换仪器、耳机和一番分析，我组成员认为造成“通关”现象的主要原因是仪器设计和质量问题。在插上仪器附带的耳机并按下“左声道”或“右声道”按钮后，只要 周围环境足够安静，被试完全可以听到耳机通电后的电流声！而2000hz的声音和电流声过于接近，使得被试在递减序列中完全无法分辨，所以导致即使降到 Odb后被