Exemple de aplicare practică a legii lui Weber Fechner. legea lui Stevens
Studiul pragului diferențial ocupă un loc proeminent în istoria măsurării senzațiilor (psihofizică). În 1834, Ernst Weber, un psiholog german, a studiat capacitatea observatorilor de a îndeplini sarcini care implică nevoia de a discrimina semnale. El a stabilit că modificările cantitative dintr-un semnal - creșterea sau scăderea intensității acestuia necesare pentru ca un al doilea semnal să fie perceput ca diferit de primul - sunt proporționale cu mărimea absolută a semnalului. Cu alte cuvinte, el a observat că determinarea diferenței dintre intensitățile a două semnale este o chestiune de percepție relativă mai degrabă decât una absolută. Astfel, Weber a descoperit că adăugarea unei lumânări la șaizeci de lumânări aprinse duce la o creștere detectabilă a luminozității, dar adăugarea unei lumânări la o sută douăzeci de lumânări aprinse nu. Pentru a obține ERR la o sută douăzeci de lumânări, sunt necesare cel puțin două lumânări. Continuând să analizăm acest exemplu, vom constata că pentru o creștere notabilă a iluminării cu trei sute de lumânări aprinse, vor fi necesare cinci sau mai multe lumânări, dacă ard șase sute de lumânări, zece etc.
Prin urmare, concluzia la care a ajuns Weber în urmă cu mai bine de o sută cincizeci de ani este următoarea: pentru ca două semnale - indiferent de magnitudinea sau intensitatea lor absolută - să se distingă unul de celălalt, diferența dintre ele trebuie să fie proporțională cu valoarea lor absolută. magnitudinea. Intuiția sugerează că acest principiu general al relativității experienței senzoriale - dependența detectării diferențelor dintre semnale de mărimea lor absolută - are sens. Astfel, deși două picături de apă ar fi ușor detectate dacă sunt adăugate la conținutul unei eprubete mici, aceleași două picături nu ar avea probabil niciun efect senzorial dacă sunt adăugate la un galon de apă. În același mod, putem detecta cu ușurință diferența dintre o liră și două, dar cu greu putem detecta diferența dintre cincizeci și unu de lire și cincizeci și două de lire, deși diferența dintre aceste perechi de cântare este aceeași - o liră. Am vorbit despre principiul fundamental al sensibilității relative a sensibilității), cunoscut sub numele de legea lui Weber, sau raport, care este exprimat prin următoarea formulă:
unde I este intensitatea semnalului corespunzătoare pragului de sensibilitate, ΔI este valoarea pragului diferențial sau creșterea de intensitate, care, atunci când este adăugată la intensitatea semnalului I, provoacă ERR (adică, creșterea modificării sensibilității) și k este se determină o constantă în funcţie de sensibilitatea unui astfel de sistem senzorial.
Această ecuație indică faptul că raportul (k) dintre incrementul minim de intensitate detectabil (A/) (într-o serie infinită de valori de intensitate diferite) la intensitatea semnalului original (I) este constant. Prin urmare, legea lui Weber reflectă relația conform căreia intensitatea unui stimul trebuie să se schimbe pentru ca această modificare să fie detectabilă și să provoace o ERR), iar k este o constantă pentru semnale de un anumit tip, cum ar fi luminozitatea, volumul și greutate. În exemplul de luminozitate a lumânării, valoarea delta I pentru 60, 20, 300 și 600 de lumânări aprinse ar fi 1, 2, 5 și 10, iar rapoartele Weber ar fi 1/60, 2/120, 5/300, și, respectiv, 10/600, adică toate sunt egale între ele și egale cu 1/60. Prin urmare, în termeni generali, determinarea valorii lui k înseamnă determinarea raportului de intensitate a semnalului care provoacă ERR.
În tabel Figura 2.8 prezintă relațiile tipice Weber pentru diferite sisteme senzoriale.
Tabelul 2.8 Relații tipice Weber pentru diferite sisteme senzoriale
Notă: Pentru simplitate, rapoartele Weber sunt exprimate în zecimale. De exemplu, o „severitate” de 0,020 exprimată ca raport este egală cu 1/50 (sau 2%). Cu cât raportul Weber este mai mic, cu atât este mai mică modificarea intensității semnalului percepută ca EPP. Sursa: Teghtsoonian (1971).
Rețineți că raportul Weber variază foarte mult: pentru sărat este ridicat la 0,083 (8,3%), iar pentru curentul electric este de doar 0,013 (1,3%). În cazul senzației de greutate, raportul Weber este de 0,02, sau 2/100, ceea ce înseamnă că pentru a obține EPP este necesară creșterea greutății inițiale cu 2%. Prin urmare, pentru ca diferența să devină vizibilă, trebuie să adăugați 2 g la o greutate de o sută de grame, 4 g la o greutate de două sute de grame și 20 g la o greutate kilogram.
Valoarea raportului Weber caracterizează sensibilitatea generală a unui anumit sistem senzorial la semnale de diferite intensități. Amintiți-vă că cu cât raportul este mai mic, cu atât diferența subtilă dintre semnale este mai mică, prin urmare, cu atât sensibilitatea la diferențele de intensitate a semnalului este mai mare. Datele prezentate în tabel. 2.8 indică faptul că oamenii sunt mai puțin sensibili la diferențele de gust și lumină (modificare - 8,3% și 7,9%) și cei mai sensibili la diferențele de descărcări electrice și severitate (modificare 1,3% și, respectiv, 2%).
Cât de precis este raportul Weber? În general, este destul de valabil pentru semnalele a căror intensitate variază foarte mult, incluzând majoritatea semnalelor pe care le întâlnim în viața de zi cu zi, dar pentru semnalele foarte slabe și foarte intense este mult mai puțin valabil, iar ultima afirmație este adevărată pentru toate sistemele senzoriale. Credem că pe o gamă largă de intensități medii, raportul Weber este o măsură utilă a capacității de a discrimina între două semnale. Cu toate acestea, nu are doar o semnificație pur practică; Legea lui Weber a jucat un rol important în măsurarea senzațiilor și este una dintre cele mai largi generalizări empirice din istoria psihologiei experimentale. Mai mult, a stat la baza evaluării cantitative a legăturii dintre un stimul fizic și experiența senzorială (senzație), și în primul rând pentru analiza efectuată de G. T. Fechner.
legea lui Fechner
În 1860, Gustav Theodor Fechner și-a publicat lucrarea „Elementele de psihofizică” (G. N. Fechner, The Elements of Psychophysics) - o lucrare care era destinată să aibă un impact uriaș asupra evaluării cantitative a senzațiilor și percepțiilor. Ideea principală a lui Fechner a fost că există o relație cantitativă între o experiență mentală - o senzație - și un stimul fizic. El a încercat să obțină o formulă care să conecteze aceste două cantități prin dezvoltarea unei scale numerice de senzații care caracterizează un anumit sistem senzorial. Lucrarea lui Fechner a culminat cu crearea unei ecuații importante care reflectă dependența intensității senzației de mărimea semnalului fizic. El a sugerat că pragul diferențial (ΔI) care provoacă EPP ar putea fi folosit ca unitate standard de măsură pentru magnitudinea senzației subiective. (Reamintim că pragul diferențial caracterizează modificarea diferențială a intensității stimulului corespunzătoare EPP.) Fechner a încercat să creeze o scală care să relaționeze experiența subiectivă - senzații - (în unități de EPP) cu modificările de intensitate a semnalului (în unități de ΔI). El a început cu presupunerea că, pentru un sistem senzorial dat, toate EPP-urile sunt unități de senzație subiectiv egale. Aceasta înseamnă că impresiile subiective ale diferenței dintre două semnale separate unul de celălalt printr-un EPP sunt aceleași pentru două semnale de orice intensitate. Prin urmare, dacă luați două semnale situate pe secțiunea de intensitate scăzută a scalei de intensitate și separate unul de celălalt printr-un EPP, senzația de diferență dintre ele va fi exact aceeași cu cea de la diferența dintre două semnale situate pe aceeași scară pe secțiunea de intensitate mare și, de asemenea, separate de un SWU. Cu alte cuvinte, în conformitate cu ideile lui Fechner, fiecare SWU, indiferent de locația sa pe scara de intensitate, este egal cu orice alt SWU.
Reamintim că, conform relației lui Weber, un anumit EPP crește proporțional cu creșterea intensității semnalului (adică, deoarece ΔI/I este o constantă, pe măsură ce I crește, ΔI trebuie să crească în mod corespunzător). Aceasta înseamnă că, dacă intensitatea de bază este scăzută, diferența necesară pentru ca ERR să apară îi corespunde și este, de asemenea, mică. În schimb, dacă intensitatea inițială este mare, diferența necesară pentru ca ERR să apară este relativ mare. Cu alte cuvinte, la începutul scalei de intensitate, două semnale separate de un ER vor fi situate în apropiere, iar intensitățile lor vor diferi puțin; la sfârșitul scalei, două semnale separate de un ER vor diferi foarte semnificativ unul de celălalt în intensitate. Această relație dintre senzație și stimulare este reprezentată grafic în Fig. 2.9.
Orez. 2.9. Relația dintre senzație și stimulare, așa cum este tratată de legea lui Fechner Rețineți că, pe măsură ce intensitatea semnalului crește, este necesară o diferență mai mare între unitățile de intensitate (I) pentru a menține egale diferențele dintre unitățile de senzație (S). Cu alte cuvinte, în timp ce senzația crește uniform (într-o progresie aritmetică), creșterea corespunzătoare a intensității semnalului are loc fizic inegal, dar proporțional (într-o progresie geometrică). Relația dintre mărimi, dintre care una se modifică într-o progresie aritmetică, iar a doua într-o progresie geometrică, este exprimată printr-o funcție logaritmică. Prin urmare, S = klogI. (
LEGEA WEBER-FECHNER- dependenta logaritmica a fortei senzatiei E de intensitatea fizica a stimulului P: E = k log P + c, unde k si c sunt anumite constante determinate de un sistem senzorial dat. Dependența a fost derivată de psihologul și fiziologul german G. T. Fechner pe baza legii Bouguer-Weber și a presupunerii suplimentare a egalității subiective a diferențelor subtile de senzații. Studiile empirice confirmă această dependență doar pentru partea de mijloc a gamei de valori percepute de stimul. Legea Weber-Fechner este de obicei contrastată cu legea Stevens, conform căreia această dependență este legea puterii și nu de natură logaritmică.
(Golovin S.Yu. Dicționarul psihologului practic - Minsk, 1998)
LEGEA WEBER(sau legea Bouguer-Weber; engleză. Weber‘ s lege) - una dintre legile clasicului psihofizicieni, afirmând constanţa rudei prag diferential(pe întreaga gamă senzorială a proprietății stimul variabil).
În 1729 pr. fizicianul, „părintele” fotometriei, Pierre Bouguer (1698-1758), studiind capacitatea unei persoane de a distinge valorile luminozității fizice (sau iluminarea unui obiect), a stabilit că pragul diferențial de luminozitate este creșterea minimă a luminozității. (Δ eu), necesar pentru a produce o diferență subtilă (de exemplu) în senzația de luminozitate, este aproximativ proporțional cu nivelul de luminozitate de fundal (comparat) ( eu), datorită căruia raportul (Δ eu / eu) este o valoare constantă.
După 100 de ani (1831), indiferent de Buger, german. fiziolog și psihofizician Ernst Weber(1795-1878) în experimente privind discriminarea greutăților, lungimii liniilor și înălțimii sunetului au descoperit și constanța raportului dintre pragul diferențial și valoarea stimulului de fundal (comparată), adică (Δ). eu / eu) = const. Weber a generalizat aceste date sub forma unei legi empirice generale, numită Z. V. Ratio Δ eu / eu numit prag diferențial relativ(sau, pe scurt, un prag relativ), și de asemenea Fracția Weber(sau constanta lui Weber). Pentru a distinge sunetele după înălțime (frecvența unui ton sonor), fracția Weber este un record scăzut - 0,003, pentru a distinge luminozitatea este aproximativ egală cu 0,02-0,08, pentru compararea obiectelor în funcție de greutate - 0,02, pentru lungimi de linii - 0,03. (Subliniem că aceste valori variază foarte mult în funcție de alte proprietăți ale stimulilor: de exemplu, fracția Weber pentru luminozitate depinde de culoare, durată, zonă, poziție, configurație a stimulilor.)
Numeroase studii au arătat că ZV este valabilă doar pentru partea de mijloc a intervalului senzorial, unde sensibilitatea diferențială este maximă. În afara acestei zone, pragul relativ crește, și foarte semnificativ. În acest sens, unii cercetători acceptă Z.V., dar îl consideră o idealizare „puternică”; alții caută noi formule. Trebuie remarcat faptul că în cadrul psihofizicii clasice Z.V. are o mare importanță teoretică, deoarece fondatorul psihofizicii G.Fechner m-am bazat pe ea atunci când deducem legea psihofizică de bază. Cm. legea lui Fechner. (B.M.)
(Zinchenko V.P., Meshcheryakov B.G. Dicționar psihologic mare - ed. a 3-a, 2002)
S-a remarcat deja că caracteristica fizică obiectivă a unei unde sonore este intensitate definește o caracteristică fiziologică subiectivă - volum . Se stabilește o legătură cantitativă între ele Legea Weber-Fechner : dacă intensitatea stimulului crește în progresie geometrică, atunci senzația fiziologică crește în progresie aritmetică.
Legea Weber-Fechner poate fi reformulat cu alte cuvinte: răspuns fiziologic(în acest caz volum) la stimul(intensitate sunet) proporţional cu logaritmul intensităţii stimulului.
În fizică și tehnologie, se numește logaritmul raportului dintre două intensități nivelul de intensitate , prin urmare, o valoare proporțională cu logaritmul zecimal al raportului dintre intensitatea unui sunet (eu) la intensitate la pragul audibilităţii eu 0 = 10 -12 W/m2: numit nivel de intensitate a sunetului (L):
(1)
Coeficient nîn formula (1) defineşte unitatea de măsură a nivelului de intensitate a sunetului L . Dacă n =1, apoi unitatea de măsură L este Bel(B). În practică este de obicei acceptat n =10, atunci L măsurată în decibeli (dB) (1 dB = 0,1 B). În pragul auzului (eu = eu 0) nivelul de intensitate a sunetului L=0 , și în pragul durerii ( eu = 10 W/m2)– L = 130 dB.
Volumul sunetului, în conformitate cu legea Weber-Fechner, este direct proporțional cu nivelul de intensitate L:
E = kL,(2)
Unde k- un coeficient de proporționalitate care depinde de frecvența și intensitatea sunetului.
Dacă coeficientul k în formula (2) a fost constantă, atunci nivelul volumului ar coincide cu nivelul de intensitate și ar putea fi măsurat în decibeli.
Dar depinde atât de frecvența, cât și de intensitatea undei sonore, astfel încât volumul sunetului este măsurat în alte unități - fundaluri . S-a hotărât că frecventa 1000 Hz 1. Fundal = 1 dB , adică nivelul de intensitate în decibeli și nivelul volumului din fundal coincid (în formula (2) coeficientul k = 1 la 1000 Hz). La alte frecvențe, pentru a trece de la decibeli la fundal, este necesar să se introducă corecții adecvate, care pot fi determinate folosind curbe de volum egal (vezi Fig. 1).
Definiție pragul de auz la diferite frecvenţe formează baza metodelor de măsurare a acuităţii auditive. Curba rezultată se numește caracteristica spectrală a urechii la pragul auzului sau audiogramă. Comparând pragul de auz al pacientului cu norma medie, se poate aprecia gradul de dezvoltare a deficiențelor de auz.
Comandă de lucru
Caracteristicile spectrale ale urechii la pragul de auz sunt măsurate folosind un generator de semnal sinusoidal SG-530 și căști.
Principalele comenzi ale generatorului sunt situate pe panoul frontal (Fig. 3). Există și o mufă de ieșire pentru conectarea căștilor. Panoul din spate al generatorului conține întrerupătorul de alimentare, cablul de alimentare și borna de împământare.
Orez. 3. Panoul frontal al generatorului:
1-conector de ieșire; 2 - LCD; 3 - encoder.
Generatorul este controlat folosind mai multe meniuri, care sunt afișate pe un afișaj cu cristale lichide (LCD). Sistemul de meniuri este organizat într-o structură de inel. O apăsare scurtă a butonului de codificare vă permite să „încercați” între meniuri; o apăsare lungă pe orice element de meniu duce la o tranziție la meniul principal. Orice acțiune de deplasare între elementele de meniu este însoțită de un semnal sonor.
Folosind sistemul de meniu, puteți seta frecvența de ieșire a generatorului, amplitudinea de ieșire, valoarea atenuării atenuatorului, puteți citi sau scrie o frecvență prestabilită și puteți activa sau dezactiva semnalul de ieșire. Creșterea sau scăderea valorii parametrului selectat se face prin rotirea codificatorului în sensul acelor de ceasornic (dreapta) sau respectiv în sens invers acelor de ceasornic (stânga).
În starea inițială a generatorului, pe indicator este afișat meniul principal, care afișează valoarea curentă a frecvenței, amplitudinii și stării atenuatorului. Când rotiți codificatorul sau apăsați butonul codificatorului, mergeți la meniul de setare a frecvenței (Fig. 4).
O singură rotire a codificatorului la dreapta sau la stânga schimbă frecvența cu un pas.
Dacă frecvența nu este reglată timp de aproximativ 5 secunde, aceasta revine automat la meniul principal, cu excepția meniului de calibrare a frecvenței și amplitudinii.
Apăsarea butonului codificatorului din meniul de setare a frecvenței duce la trecerea la meniul de setare a amplitudinii (Fig. 4a, b). Valoarea amplitudinii este afișată în volți cu o virgulă care separă zecimi de volți dacă valoarea este mai mare de 1 V, sau fără virgulă în milivolți dacă valoarea este mai mică de 1 V. În fig. 17.4, b prezintă un exemplu de indicare a amplitudinii de 10 V, iar în Fig. 17.4, V- amplitudine 10 mV.
Apăsarea butonului codificatorului din meniul de setare a amplitudinii duce la trecerea la meniul de setare a atenuării atenuatorului. Valorile posibile de atenuare a atenuatorului sunt 0, -20, -40, -60 dB.
Apăsarea butonului codificatorului din meniul de setare a atenuării atenuatorului duce la trecerea la meniul de setare a treptei de frecvență. Pasul de modificare a valorii frecvenței poate fi 0,01 Hz... 10 KHz. Apăsarea butonului codificatorului din meniul de setare a pasului de modificare a frecvenței duce la o tranziție la meniul de setare a pasului de modificare a valorii amplitudinii (Fig. 5). Pasul de modificare a valorii amplitudinii poate face diferența 1 mV... 1 ÎN.
Ordinea de lucru.
1. Conectați-vă la rețea ( 220V. 50 Hz) cablu de alimentare al generatorului SG-530 la atingerea unui buton "PUTERE" pe panoul din spate;
2. Apăsați butonul codificatorului o dată - veți trece de la meniul principal la meniul de setare a frecvenței „FRECVENȚĂ” - și rotiți codificatorul pentru a seta primul valoarea frecvenței ν =100 Hz;
3. Apăsați butoanele codificatorului din meniu setări de frecvență duce la trecerea la meniul de setare a amplitudinii "AMPLITUDINE"- instalare valoarea amplitudinii Ugen =300 mV;
4. Conectați-vă căști la generator;
5. Prin reducerea valorii amplitudinii la 100 mV, asigurați-vă că nu există zgomot în căști;
6. Dacă la o amplitudine minimă (100 mV) sunetul mai poate fi auzită în căști prin apăsarea unui buton codificatorul accesați meniul de setare a atenuării atenuatorului „ATTENUATOR”și instalați atenuare minimă L (de exemplu -20dB), la care sunetul dispare;
7. Înregistrați valorile frecvenței obținute ν , amplitudini Ugenși slăbirea Lîn tabelul cu rezultatele măsurătorilor (Tabelul 1 ) ;
8. În mod similar, asigurați-vă că nu există sunet pentru fiecare dintre frecvențele propuse ν ;
9. Calculați amplitudinea la ieșirea generatorului Uout conform formulei Uout = Ugen ∙ K, unde este coeficientul de atenuare K determinată de cantitatea de atenuare L din tabelul 2;
10. Determinați valoarea minimă a amplitudinii la ieșirea generatorului Uout min ca cea mai mică dintre totalitatea tuturor valorilor de amplitudine obținute la ieșirea generatorului Uout pentru toate frecvențele;
11. Calculați nivelul volumului la pragul de auz E folosind formula E=20lg Uout/ Uout min;
12. Trasează un grafic al dependenței nivelului de volum la pragul audibilității E din valoarea logaritmului frecvenței log ν. Curba rezultată va reprezenta pragul de auz.
tabelul 1. Rezultatele măsurătorilor.
ν, Hz | log ν | Ugen, mV | L, dB | Coeficientul de atenuare, K | U out = K U gena mV | Nivel de intensitate ( dB) E=20 lg (Uout/Uout min) |
2,0 | ||||||
2,3 | ||||||
2,7 | ||||||
3,0 | ||||||
3,3 | ||||||
3,5 | ||||||
3,7 | ||||||
4,0 | ||||||
4,2 |
Masa 2. Relația dintre citirile atenuatorului L (0, -20, -40, -60 dB) și coeficientul de atenuare a tensiunii K (1, 0,1, 0,01, 0,001).
Întrebări de control:
1. Natura sunetului. Viteza sunetului. Clasificarea sunetelor (tonuri, zgomote).
2. Caracteristicile fizice și fiziologice ale sunetului (frecvență, intensitate, compoziție spectrală, înălțime, volum, timbru).
3. Diagrama auzului (pragul auzului, pragul durerii, zona vorbirii).
4. Legea Weber-Fechner. Nivelurile de intensitate și nivelurile de volum ale sunetului, relația dintre acestea și unitățile de măsură.
5. Metodologia de determinare a pragului de auz (caracteristicile spectrale ale urechii la pragul de auz)
Rezolva probleme:
1. Intensitatea sunetului cu o frecvență de 5 kHz este de 10 -9 W/m2. Determinați intensitatea și nivelurile de volum ale acestui sunet.
2. Nivelul de intensitate a sunetului de la o anumită sursă este de 60 dB. Care este nivelul total de intensitate a sunetului de la zece astfel de surse de sunet atunci când funcționează simultan?
3. Nivelul de volum al unui sunet cu o frecvență de 1000 Hz după trecerea prin perete a scăzut de la 100 la 20 von. De câte ori a scăzut intensitatea sunetului?
Literatură:
1. V.G. Leshcenko, G.K. Ilici. Fizica medicala si biologica.- Mn.: Cunostinte noi. 2011.
2. G.K.Ilici. Oscilații și unde, acustică, hemodinamică. Beneficiu. – Mn.: BSMU, 2000.
3. A.N. Remizov. Fizică medicală şi biologică.- M.: Vyssh. şcoală 1987.
Legea Weber-Fechner este o lege psihofiziologică empirică, care afirmă că intensitatea unei senzații este proporțională cu logaritmul intensității stimulului. LEGEA PSIHOFIZICĂ DE BAZĂ - o funcție a dependenței mărimii senzației de mărimea stimulului. De exemplu, dacă adăugați un bec la un candelabru de două becuri, creșterea aparentă a luminozității va fi semnificativă. Întrebarea care este relația dintre senzație și iritare este răspunsă de așa-numita lege psihofizică Weber-Fechner.
În general, dependența are caracterul unei funcții generale de putere cu exponenți diferiți pentru fiecare tip de condiție (Legea lui Stevens). Invers, daca cresterea luminozitatii este constanta, ni se va parea ca este in scadere. Ceea ce am spus despre senzațiile vizuale este destul de adevărat și în ceea ce privește senzațiile auditive.
Dacă mai aducem o lumânare, iritația ușoară va crește; În același timp, puterea sau intensitatea senzației de lumină va crește. Din nou, punem o greutate de un kilogram pe mâna subiectului și, pentru comparație, punem o greutate de un kilogram și patru bobine și punem aceeași întrebare. De exemplu, la un gram trebuie adăugată o treime de gram pentru ca subiectul să simtă diferența de senzație, pentru treizeci de grame - zece grame etc.
Dacă putem măsura puterea stimulării, atunci pe baza formulei lui Fechner tocmai dată, putem determina puterea senzațiilor corespunzătoare. Am văzut că atunci când senzațiile cresc cu aceeași cantitate, atunci iritațiile cresc în așa fel încât creșterea lor menține întotdeauna același raport la o anumită cantitate de iritație.
În consecință, obținem o serie de senzații care crește exponențial în timp ce iritația crește geometric. Legea lui Stevens - o variantă a lui O. p. z. (S. Stevens, 1957) - dependența putere-lege a mărimii senzației de mărimea stimulului.
Legea puterii lui Stevens este utilizată pe scară largă din același motiv ca legea logaritmică a lui Fechner: descrie bine multe date empirice. Legea lui Fechner - o variantă a lui O. p. z. (G. Fechner, 1860) - dependența logaritmică a mărimii senzației de mărimea stimulului, exprimată în unități de prag. Acesta a fost derivat teoretic de autor pe baza unui număr de postulate a priori (pentru lipsa dovezilor pentru care a fost criticat de mai multe ori) și a legii lui Weber.
Sin. lege psihofizică, funcție psihofizică (a nu se confunda cu curba psihometrice, sau funcție). Dependența a fost derivată de psihologul și fiziologul german G. T. Fechner pe baza legii Bouguer-Weber și a presupunerii suplimentare a egalității subiective a diferențelor subtile de senzații. Cu ajutorul matematicii, Fechner a fundamentat teoretic faptul binecunoscut că senzația se schimbă mult mai lent decât crește puterea iritației.
În prezent, pentru acestea din urmă au fost propuse numeroase opțiuni, dar nu au avantaje semnificative față de Z.F. Vezi Legea lui Stevens, Psihofizică. Această formulă de măsurare a senzațiilor a fost derivată din cercetările lui Weber, care au arătat constanța mărimii relative a creșterii stimulului care provoacă senzația unei diferențe abia sesizabile.
În al doilea rând, în urma unor cercetări precise, a fost găsită legea care stă la baza relației dintre intensitățile iritației și senzație. Pentru a înțelege această lege, conceptul de așa-numit prag, stabilit în procesul cercetării psihofizice, este deosebit de important. Nivelul de iritație care dă o astfel de senzație abia vizibilă se numește pragul inferior de senzație.
Putem spune și asta: raportul dintre creșterea minimă a puterii stimulului care evocă mai întâi noi senzații și valoarea inițială a stimulului este o valoare constantă.
În acest sens, senzația de culoare nu este o copie a unei culori obiective care există în afara noastră, așa cum crede un realist naiv. Senzația de culoare și lumină apare nu numai din cauza vibrațiilor asemănătoare undelor, ci și din alte motive.
Duritatea”, „asperitatea”, „gustul”, „mirosul” depind și de stimularea organelor de simț corespunzătoare, precum și de motive obiective cunoscute. Au simțul culorii, dar nu au aparat retinian terminal. În consecință, simțul lor al culorii depinde de unele aparate centrale. Din aceasta putem concluziona că diferența dintre funcțiile organelor de simț este determinată atât de diferențele dintre aparatele terminale, cât și de cele centrale.
Dacă aducem o lumânare într-o cameră întunecată, veți avea o senzație de lumină de o anumită putere sau intensitate. În ceea ce privește puterea iritației, putem spune că în al doilea caz este de două ori mai mare decât în primul. Prin urmare, tripla stimulare nu produce o senzație de triplă forță, ci mai puțină. Dar dacă senzația nu crește proporțional cu iritația, atunci cum crește? După aceasta, ne uităm la ce a fost această greutate suplimentară, care a produs o senzație abia vizibilă a diferenței de greutate.
Legea psihofizică a lui Weber-Fechner. Realism naiv.
Apoi punem o greutate de două kilograme pe brațul lui și facem același lucru, adică. Determinăm ce greutate suplimentară este necesară pentru ca subiectul să observe diferența dintre senzația anterioară și cea prezentă. După aceasta, procedăm la fel cu a treia, a patra greutate, până când determinăm pentru un număr suficient de greutăți valoarea acelei greutăți suplimentare, ceea ce creează o senzație de diferență abia sesizabilă.
Adica numarul becurilor trebuie sa creasca de cateva ori astfel incat sa ni se para ca cresterea luminozitatii este constanta. LEGEA WEBER-FECHNER este o dependență logaritmică a forței senzației E de intensitatea fizică a stimulului P: E = k log P + c, unde k și c sunt anumite constante determinate de un sistem senzorial dat. Legea Weber-Fechner este de obicei contrastată cu legea Stevens, conform căreia această dependență este legea puterii și nu de natură logaritmică.
Legea Weber-Fechner este o descoperire majoră în domeniul psihofizicii, care ne permite să caracterizăm ceva care, s-ar părea, nu poate fi caracterizat prin nicio caracteristică, și anume senzațiile umane.
Legea psihofizică de bază a lui Weber - Fechner
În primul rând, să ne uităm la cele mai importante componente ale acestei expresii. Legea Weber-Fechner afirmă că intensitatea senzației unei persoane este proporțională cu logaritmul intensității stimulului. Inutil să spun că, la prima vedere, această formulare a legii Weber-Fechner sună înfricoșător, dar, de fapt, totul este destul de simplu.
În secolul al XIX-lea, omul de știință E. Weber a reușit să arate cu ajutorul mai multor experimente că fiecare stimul nou, pentru ca o persoană să-l poată percepe ca fiind diferit de cel anterior, trebuie să aibă o diferență cu versiunea anterioară cu o sumă proporțională cu stimulul inițial.
Cel mai simplu exemplu al acestei afirmații este oricare două obiecte care au o anumită masă. Pentru ca o persoană să le perceapă ca fiind diferite ca greutate, a doua trebuie să difere cu 1/30.
Un alt exemplu poate fi dat în iluminat. Pentru ca o persoană să vadă diferența în lumina a două candelabre, luminozitatea lor trebuie să difere cu 1/100. Adică un candelabru format din 12 becuri va fi ușor diferit de unul căruia i s-a adăugat doar unul, iar un candelabru format dintr-un bec căruia i s-a adăugat încă unul va da mult mai multă lumină. În ciuda faptului că în ambele cazuri se adaugă un singur bec, diferența de iluminare va fi percepută diferit, deoarece raportul dintre stimulul inițial și cel care este ulterior este important.
Legea Weber-Fechner: formulăFormularea pe care am examinat-o mai sus este susținută de o formulă specială care exprimă acțiunea legii psihofizice Weber-Fechner. În 1860, Fechner a reușit să formuleze o lege care afirmă că puterea senzației p este proporțională cu logaritmul intensității stimulului S:
p=k*log(S)\(S_0)
unde S_0 este o valoare care reflectă intensitatea stimulului: dacă S
Pentru a înțelege această lege, conceptul de așa-numit prag, stabilit în procesul cercetării psihofizice, este deosebit de important.
Pragurile senzațiilor Legea Weber-Fechner
Ulterior, s-a constatat că intensitatea existentă a iritației necesită atingerea unui anumit nivel specific pentru ca o persoană să-și poată simți impactul. Un astfel de impact slab, care dă o senzație abia vizibilă, se numește pragul inferior al senzației.
Există și un astfel de nivel de influență, după care senzațiile nu se mai pot intensifica. În acest caz vorbim despre pragul superior al senzației. O persoană simte orice fel de impact exclusiv în intervalul dintre acești doi indicatori, care se numesc prin urmare praguri externe ale senzației.
Mai trebuie spus că nu există paralelism în sensul deplin al cuvântului între intensitățile senzației și iritația. nu poate nici măcar în intervalul interprag. Acest lucru este ușor de demonstrat cu un exemplu: imaginați-vă că ați luat o geantă și, desigur, are o oarecare greutate. După aceasta vom pune o bucată de hârtie în pungă. De fapt, greutatea genții este acum crescută, dar o persoană nu va simți o astfel de diferență, în ciuda faptului că se află în zona dintre cele două praguri.
În acest caz, vorbim despre faptul că creșterea iritației este prea slabă. Cantitatea cu care crește iritația se numește de obicei pragul de discriminare. Rezultă că stimularea cu o intensitate discriminativă prea mică este sub prag, iar cu un stimul prea puternic este dincolo de prag. Mai mult, nivelul acestor indicatori depinde și de sensibilitatea în raport cu discriminarea - dacă sensibilitatea la discriminare este mai mare, atunci pragul de discriminare este în mod corespunzător mai mic.