Weber Fechnerjev zakon primeri praktične uporabe. Stevensov zakon
Preučevanje diferencialnega praga zavzema vidno mesto v zgodovini merjenja občutkov (psihofizika). Leta 1834 je Ernst Weber, nemški psiholog, preučeval sposobnost opazovalcev, da opravljajo naloge, ki vključujejo potrebo po razlikovanju signalov. Ugotovil je, da so kvantitativne spremembe v signalu - povečanje ali zmanjšanje njegove intenzivnosti, ki je potrebno, da se drugi signal zazna kot drugačen od prvega - sorazmerne z absolutno velikostjo signala. Z drugimi besedami, opazil je, da je določanje razlike med intenzivnostmi dveh signalov stvar relativne zaznave in ne absolutne. Tako je Weber ugotovil, da dodajanje ene sveče šestdesetim gorečim svečam povzroči zaznavno povečanje svetlosti, dodajanje ene sveče stodvajsetim gorečim svečam pa ne. Za dosego ERR pri sto dvajsetih svečah sta potrebni vsaj dve sveči. Če nadaljujemo z analizo tega primera, bomo ugotovili, da bo za opazno povečanje osvetlitve s tristo gorečimi svečami potrebnih pet ali več sveč, če gori šeststo sveč, deset itd.
Zato je zaključek, do katerega je prišel Weber pred več kot sto petdesetimi leti, naslednji: da se dva signala – ne glede na njuno absolutno velikost ali intenziteto – ločita drug od drugega, mora biti razlika med njima sorazmerna z njunim absolutnim velikost. Intuicija nakazuje, da je to splošno načelo relativnosti čutne izkušnje - odvisnost zaznavanja razlik med signali od njihove absolutne velikosti - res smiselno. Čeprav bi torej dve kapljici vode zlahka zaznali, če bi ju dodali vsebini majhne epruvete, isti dve kapljici verjetno ne bi imeli senzoričnega učinka, če bi ju dodali galoni vode. Na enak način zlahka zaznamo razliko med enim funtom in dvema, težko pa zaznamo razliko med enainpetdesetimi funti in dvainpetdesetimi funti, čeprav je razlika med tema paroma tehtnic enaka – en funt. Govorili smo o temeljnem principu relativne občutljivosti občutljivosti), znanem kot Webrov zakon ali razmerje, ki ga izraža naslednja formula:
kjer je I intenziteta signala, ki ustreza pragu občutljivosti, ΔI je vrednost diferencialnega praga ali prirastka intenzitete, ki, ko se doda intenziteti signala I, povzroči ERR (tj. prirast spremembe občutljivosti), k pa je določena je konstanta, ki je odvisna od občutljivosti takšnega senzoričnega sistema.
Ta enačba kaže, da je razmerje (k) med najmanjšim zaznavnim prirastkom intenzitete (A/) (v neskončnem nizu različnih vrednosti jakosti) in intenzivnostjo prvotnega signala (I) konstantno. Zato Webrov zakon odraža razmerje, po katerem se mora intenzivnost dražljaja spremeniti, da je ta sprememba zaznavna in povzroči ERR), k pa je konstanta za signale določene vrste, kot so svetlost, glasnost in teža. V primeru svetlosti sveče bi bila vrednost delta I za 60, 20, 300 in 600 prižgane sveče 1, 2, 5 in 10, Weberjeva razmerja pa bi bila 1/60, 2/120, 5/300, in 10/600, tj. vsi so med seboj enaki in enaki 1/60. Zato je na splošno določanje vrednosti k določanje razmerja intenzivnosti signala, ki povzroča ERR.
V tabeli Slika 2.8 prikazuje tipične Weberjeve relacije za različne senzorične sisteme.
Tabela 2.8 Tipične Weberjeve relacije za različne senzorične sisteme
Opomba: Zaradi poenostavitve so Weberjeva razmerja izražena v decimalkah. Na primer, "resnost" 0,020, izražena kot razmerje, je enaka 1/50 (ali 2 %). Manjše kot je Weberjevo razmerje, manjša je sprememba jakosti signala, zaznanega kot EPP. Vir: Teghtsoonian (1971).
Upoštevajte, da se Weberjevo razmerje zelo spreminja: za slano je visoko pri 0,083 (8,3 %), za električni tok pa le 0,013 (1,3 %). V primeru občutka teže je Webrovo razmerje 0,02 ali 2/100, kar pomeni, da je za pridobitev EPP potrebno povečati začetno težo za 2 %. Da bi torej razlika postala opazna, morate na stogramsko maso dodati 2 g, na dvestogramsko maso 4 g in na kilogramsko maso 20 g.
Vrednost Weberjevega razmerja označuje splošno občutljivost danega senzoričnega sistema na signale različnih intenzivnosti. Spomnimo se, da manjše kot je razmerje, manjša je subtilna razlika med signali, zato je večja občutljivost na razlike v jakosti signala. Podatki, predstavljeni v tabeli. 2.8 kažejo, da so ljudje manj občutljivi na razlike v okusu in svetlobi (sprememba - 8,3% in 7,9%) in najbolj občutljivi na razlike v električnih razelektritvah in resnosti (sprememba 1,3% oziroma 2%).
Kako natančno je razmerje Weber? Na splošno velja precej za signale, katerih jakost se zelo spreminja, vključno z večino signalov, ki jih srečujemo v vsakdanjem življenju, za zelo šibke in zelo intenzivne signale pa veliko manj velja, slednja trditev pa velja za vse senzorične sisteme. Verjamemo, da je Weberjevo razmerje v širokem razponu povprečnih intenzivnosti uporabno merilo zmožnosti razlikovanja med dvema signaloma. Vendar pa nima le čisto praktičnega pomena; Webrov zakon je imel pomembno vlogo pri merjenju občutkov in je ena najširših empiričnih posplošitev v zgodovini eksperimentalne psihologije. Poleg tega je bila osnova za kvantitativno oceno povezave med telesnim dražljajem in čutno izkušnjo (občutkom), predvsem pa za analizo, ki jo je opravil G. T. Fechner.
Fechnerjev zakon
Leta 1860 je Gustav Theodor Fechner objavil svoje delo "Elementi psihofizike" (G. N. Fechner, The Elements of Psychophysics) - delo, ki mu je bilo usojeno, da bo imelo velik vpliv na kvantitativno oceno občutkov in zaznav. Fechnerjeva glavna ideja je bila, da obstaja kvantitativno razmerje med duševno izkušnjo – občutkom – in fizičnim dražljajem. Poskušal je izpeljati formulo, ki povezuje ti dve količini z razvojem numerične lestvice občutkov, ki označuje dani senzorični sistem. Fechnerjevo delo je doseglo vrhunec z ustvarjanjem pomembne enačbe, ki odraža odvisnost intenzivnosti občutka od velikosti fizičnega signala. Predlagal je, da bi se lahko diferencialni prag (ΔI), ki povzroča EPP, uporabil kot standardna merska enota za velikost subjektivnega občutka. (Spomnimo se, da diferencialni prag označuje diferencialno spremembo intenzivnosti dražljaja, ki ustreza EPP.) Fechner je poskušal ustvariti lestvico, ki povezuje subjektivno izkušnjo - občutke - (v enotah EPP) s spremembami intenzitete signala (v enotah ΔI). Začel je s predpostavko, da so za dani senzorični sistem vsi EPP subjektivno enake enote občutkov. To pomeni, da so subjektivni vtisi o razliki med dvema signaloma, ločenima drug od drugega z enim EPP, enaki za dva signala katere koli jakosti. Če torej vzamete dva signala, ki se nahajata na nizkointenzivnem delu lestvice intenzivnosti in sta drug od drugega ločena z enim EPP, bo občutek razlike med njima popolnoma enak občutku razlike med dvema signaloma, ki se nahajata na enako lestvico na odseku visoke intenzivnosti in prav tako ločeno z enim SWU. Z drugimi besedami, v skladu s Fechnerjevimi idejami je vsaka JER, ne glede na svojo lokacijo na intenzivnostni lestvici, enaka katerikoli drugi JER.
Spomnimo se, da v skladu z Webrovim razmerjem dani EPP narašča sorazmerno z naraščajočo intenzivnostjo signala (tj. ker je ΔI/I konstanta, ko I narašča, se mora ΔI ustrezno povečati). To pomeni, da če je osnovna intenzivnost nizka, razlika, potrebna za pojav ERR, ustreza tej in je tudi majhna. V nasprotju s tem, če je začetna intenzivnost visoka, je razlika, potrebna za pojav ERR, relativno velika. Z drugimi besedami, na začetku lestvice intenzivnosti se bosta dva signala, ločena z enim ER, nahajala v bližini in njuni intenziteti se bosta malo razlikovali; na koncu lestvice se bosta dva signala, ločena z enim ER, zelo razlikovala drug od drugega intenzivnost. To razmerje med občutkom in stimulacijo je grafično predstavljeno na sl. 2.9.
riž. 2.9. Razmerje med občutkom in stimulacijo, kot ga obravnava Fechnerjev zakon Upoštevajte, da je z naraščanjem intenzivnosti signala potrebna večja razlika med enotami intenzivnosti (I), da ostanejo razlike med enotami občutkov (S) enake. Z drugimi besedami, medtem ko se občutek povečuje enakomerno (v aritmetični progresiji), se ustrezno povečanje intenzitete signala pojavi fizično neenakomerno, vendar sorazmerno (v geometrijski progresiji). Razmerje med količinama, od katerih se ena spreminja v aritmetični progresiji, druga pa v geometrijski progresiji, je izražena z logaritemsko funkcijo. torej S = klogI. (
WEBER-FECHNERJEVO PRAVO- logaritemska odvisnost jakosti občutka E od fizične intenzivnosti dražljaja P: E = k log P + c, kjer sta k in c določeni konstanti, ki ju določa dani senzorični sistem. Odvisnost je izpeljal nemški psiholog in fiziolog G. T. Fechner na podlagi Bouguer-Webrovega zakona in dodatne predpostavke o subjektivni enakosti subtilnih razlik v občutkih. Empirične študije potrjujejo to odvisnost le za srednji del razpona zaznanih vrednosti dražljajev. Weber-Fechnerjev zakon je običajno v nasprotju s Stevensovim zakonom, po katerem je ta odvisnost potenčne in ne logaritemske narave.
(Golovin S.Y. Slovar praktičnega psihologa - Minsk, 1998)
WEBEROV ZAKON(ali Bouguer-Webrov zakon; angl. Weber‘ s pravo) - eden od klasičnih zakonov psihofiziki, uveljavljanje konstantnosti relativnega diferencialni prag(v celotnem senzoričnem območju lastnosti spremenljivega dražljaja).
Leta 1729 je p. fizik, "oče" fotometrije, Pierre Bouguer (1698-1758), ki je preučeval sposobnost osebe, da razlikuje vrednosti fizične svetlosti (ali osvetlitve predmeta), je ugotovil, da je diferencialni prag svetlosti minimalno povečanje svetlosti (Δ jaz), ki je potrebna za ustvarjanje subtilne razlike (npr.) v občutku svetlosti, je približno sorazmerna s stopnjo (primerjane) svetlosti ozadja ( jaz), zaradi česar je razmerje (Δ jaz / jaz) je konstantna vrednost.
Po 100 letih (1831) ne glede na Buger, nem. fiziolog in psihofizik Ernst Weber(1795-1878) je v poskusih razločevanja uteži, dolžin črt in višin zvoka odkril tudi konstantnost razmerja diferencialnega praga in vrednosti ozadja (primerjanega) dražljaja, tj. (Δ jaz / jaz) = konst. Weber je te podatke posplošil v obliki splošnega empiričnega zakona, imenovanega Z. V. Ratio Δ jaz / jaz klical relativni diferencialni prag(ali na kratko relativni prag) in tudi Webrov ulomek(ali Webrova konstanta). Za razlikovanje zvokov po višini (frekvenca zvočnega tona) je Weberjeva frakcija rekordno nizka - 0,003, za razlikovanje svetlosti je približno enaka 0,02-0,08, za primerjavo predmetov po teži - 0,02, za dolžine črt - 0,03. (Poudarjamo, da se te vrednosti zelo razlikujejo glede na druge lastnosti dražljajev: na primer Weberjeva frakcija za svetlost je odvisna od barve, trajanja, območja, položaja, konfiguracije dražljajev.)
Številne študije so pokazale, da ZV velja le za srednji del senzoričnega območja, kjer je diferencialna občutljivost največja. Zunaj tega območja se relativni prag poveča, in to zelo pomembno. V zvezi s tem nekateri raziskovalci sprejemajo Z.V., a menijo, da gre za »močno« idealizacijo; drugi iščejo nove formule. Opozoriti je treba, da je v okviru klasične psihofizike velik teoretični pomen, saj je ustanovitelj psihofizike G.Fechner se je nanjo zanašal pri sklepanju osnovni psihofizični zakon. Cm. Fechnerjev zakon. (B.M.)
(Zinchenko V.P., Meshcheryakov B.G. Veliki psihološki slovar - 3. izdaja, 2002)
Ugotovljeno je bilo že, da je objektivna fizikalna lastnost zvočnega valovanja intenzivnost določa subjektivno fiziološko značilnost - glasnost . Med njima se vzpostavi kvantitativna povezava Weber-Fechnerjev zakon : če se intenzivnost dražljaja povečuje v geometrijski progresiji, potem se fiziološki občutek povečuje v aritmetični progresiji.
Weber-Fechnerjev zakon lahko preoblikujemo z drugimi besedami: fiziološki odziv(v tem primeru glasnost) na dražljaj(intenzivnost zvok) sorazmerno z logaritmom intenzivnosti dražljaja.
V fiziki in tehniki se imenuje logaritem razmerja dveh intenzitet stopnjo intenzivnosti , torej vrednost, ki je sorazmerna z decimalnim logaritmom razmerja jakosti nekega zvoka (jaz) do jakosti na pragu slišnosti jaz 0 = 10 -12 W/m2: imenovana raven jakosti zvoka (L):
(1)
Koeficient n v formuli (1) določa mersko enoto ravni jakosti zvoka L . če n =1, nato merska enota L je Bel(B). V praksi je običajno sprejeto n = 10, torej L merjeno v decibelih (dB) (1 dB = 0,1 B). Na pragu sluha (jaz = jaz 0) raven jakosti zvoka L=0 , in na pragu bolečine ( jaz = 10 W/m2)– L = 130 dB.
Glasnost zvoka je po Weber-Fechnerjevem zakonu premo sorazmerna z jakostjo L:
E = kL,(2)
kje k- sorazmernostni koeficient, ki je odvisen od frekvence in jakosti zvoka.
Če koeficient k v formuli (2) konstanten, potem bi nivo glasnosti sovpadal z nivojem intenzivnosti in bi se lahko meril v decibelih.
Vendar je odvisno od frekvence in jakosti zvočnega valovanja, zato se glasnost zvoka meri v drugih enotah - ozadja . Odločeno je bilo, da frekvenca 1000 Hz 1 ozadje = 1 dB , tj. nivo intenzivnosti v decibelih in nivo glasnosti v ozadju sovpadata (v formuli (2) je koeficient k = 1 pri 1000 Hz). Pri drugih frekvencah je za prehod od decibelov k ozadju potrebno vnesti ustrezne popravke, ki jih lahko določimo s pomočjo krivulj enake glasnosti (glej sliko 1).
Opredelitev slušni prag pri različnih frekvencah predstavlja osnovo metod za merjenje ostrine sluha. Nastala krivulja se imenuje spektralna značilnost ušesa na pragu sluha oz avdiogram.Če primerjamo bolnikov slušni prag s povprečno normo, lahko ocenimo stopnjo razvoja okvare sluha.
Delovni nalog
Spektralne karakteristike ušesa na pragu sluha merimo z generatorjem sinusnega signala SG-530 in slušalkami.
Glavni kontrolniki generatorja se nahajajo na sprednji plošči (slika 3). Obstaja tudi izhodni priključek za priklop slušalk. Zadnja plošča generatorja vsebuje stikalo za vklop, napajalni kabel in ozemljitveni terminal.
riž. 3. Sprednja plošča generatorja:
1- izhodni konektor; 2 - LCD; 3 - kodirnik.
Generator upravljamo z več meniji, ki so prikazani na zaslonu s tekočimi kristali (LCD). Sistem menijev je organiziran v obliki obroča. Kratek pritisk tipke kodirnika vam omogoča "kroženje" med meniji, dolg pritisk na kateri koli element menija pa vodi do prehoda v glavni meni. Vsako premikanje med elementi menija spremlja zvočni signal.
Z uporabo menijskega sistema lahko nastavite izhodno frekvenco generatorja, izhodno amplitudo, vrednost dušenja dušilnika, preberete ali zapišete prednastavitev frekvence in izklopite ali vključite izhodni signal. Povečevanje ali zmanjševanje vrednosti izbranega parametra poteka z vrtenjem dajalnika v smeri urinega kazalca (desno) oziroma v nasprotni smeri urinega kazalca (levo).
V začetnem stanju generatorja se na indikatorju prikaže glavni meni, ki prikazuje trenutno vrednost frekvence, amplitude in stanje dušilnika. Ko zavrtite kodirnik ali pritisnete gumb kodirnika, greste v meni za nastavitev frekvence (slika 4).
En sam obrat kodirnika v desno ali levo spremeni frekvenco za en korak.
Če frekvence ne prilagodite približno 5 sekund, se samodejno vrne v glavni meni, z izjemo menija za umerjanje frekvence in amplitude.
S pritiskom na tipko kodirnika v meniju za nastavitev frekvence pride do prehoda v meni za nastavitev amplitude (sl. 4a, b). Vrednost amplitude je prikazana v voltih z vejico, ki ločuje desetinke volta, če je vrednost večja od 1 V, ali brez vejice v milivoltih, če je vrednost manjša od 1 V. Na sl. 17.4, b prikazuje primer indikacije amplitude 10 V, na sl. 17.4, V- amplituda 10 mV.
S pritiskom na tipko kodirnika v meniju za nastavitev amplitude pridete do prehoda v meni za nastavitev dušenja dušilnika. Možne vrednosti slabljenja dušilnika so 0, -20, -40, -60 dB.
S pritiskom gumba kodirnika v meniju za nastavitev dušenja dušilnika pride do prehoda v meni za nastavitev frekvenčnega koraka. Korak spreminjanja vrednosti frekvence je lahko 0,01 Hz... 10 KHz. S pritiskom na tipko kodirnika v meniju za nastavitev koraka spreminjanja frekvence pridemo do prehoda v meni za nastavitev koraka spreminjanja vrednosti amplitude (slika 5). Korak spreminjanja vrednosti amplitude lahko naredi razliko 1 mV... 1 IN.
Vrstni red dela.
1. Povežite se z omrežjem ( 220V. 50 Hz) napajalni kabel generatorja SG-530 s pritiskom na gumb "MOČ" na zadnji plošči;
2. Enkrat pritisnite gumb kodirnika - prešli boste iz glavnega menija v meni za nastavitev frekvence "FREKVENCA" - in zavrtite kodirnik, da nastavite prvo vrednost frekvence ν =100 Hz;
3. Pritisnite gumbi kodirnika v meniju nastavitve frekvence vodi do prehoda v meni za nastavitev amplitude "AMPLITUDA"- namestite vrednost amplitude Ugen =300 mV;
4. Povežite se slušalke na generator;
5. Z zmanjšanjem vrednosti amplitude na 100 mV zagotovite, da v slušalkah ni hrupa;
6. Če pri najmanjši amplitudi (100 mV) zvok še vedno lahko slišite v slušalkah s pritiskom na gumb Encoder pojdite v meni za nastavitev dušenja dušilnika "DUŠILEC" in namestite minimalno dušenje L (na primer -20dB), pri kateri zvok izgine;
7. Zapišite dobljene vrednosti frekvence ν , amplitude Ugen in oslabitev L v tabeli rezultatov meritev (Tabela 1 ) ;
8. Podobno zagotovite, da za vsako od predlaganih frekvenc ni zvoka ν ;
9. Izračunajte amplitudo na izhodu generatorja Uout po formuli Uout = Ugen ∙ K, kjer je koeficient slabljenja K določena s količino oslabitve L iz tabele2;
10. Določite najmanjšo vrednost amplitude na izhodu generatorja Uout min kot najmanjša od celote vseh dobljenih vrednosti amplitude na izhodu generatorja Uout za vse frekvence;
11. Izračunajte glasnost na pragu sluha E z uporabo formule E=20lg Uout/Uout min;
12. Narišite graf odvisnosti glasnosti od praga slišnosti E iz vrednosti logaritma frekvence log ν. Nastala krivulja bo predstavljala prag sluha.
Tabela 1. Rezultati meritev.
ν, Hz | log ν | Ugen, mV | L, dB | Koeficient slabljenja, K | U izhod = K U gen mV | Stopnja intenzivnosti ( 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 |
Tabela 2. Razmerje med odčitki dušilnika L (0, -20, -40, -60 dB) in napetostnim koeficientom slabljenja K (1, 0,1, 0,01, 0,001).
Varnostna vprašanja:
1. Narava zvoka. Hitrost zvoka. Klasifikacija zvokov (toni, šumi).
2. Fizične in fiziološke značilnosti zvoka (frekvenca, jakost, spektralna sestava, višina, glasnost, tember).
3. Diagram sluha (prag sluha, prag bolečine, govorno področje).
4. Weber-Fechnerjev zakon. Stopnje jakosti in glasnosti zvoka, razmerje med njimi in merskimi enotami.
5. Metoda za določanje praga sluha (spektralne značilnosti ušesa na pragu sluha)
Reši težave:
1. Intenzivnost zvoka pri frekvenci 5 kHz je 10 -9 W/m 2. Določite jakost in glasnost tega zvoka.
2. Raven jakosti zvoka iz določenega vira je 60 dB. Kolikšna je skupna jakost zvoka iz desetih takšnih zvočnih virov, ko delujejo hkrati?
3. Glasnost zvoka s frekvenco 1000 Hz po prehodu skozi steno se je zmanjšala s 100 na 20 von. Kolikokrat se je jakost zvoka zmanjšala?
Literatura:
1. V.G.Leščenko, G.K. Medicinska in biološka fizika Mn.: Nova znanja. 2011.
2. G.K.Iljič. Nihanja in valovi, akustika, hemodinamika. Korist. – Mn .: BSMU, 2000.
3. A.N. Remizov. Medicinska in biološka fizika.- M.: Vyssh. šola 1987.
Weber-Fechnerjev zakon je empirični psihofiziološki zakon, ki pravi, da je intenzivnost občutka sorazmerna z logaritmom jakosti dražljaja. OSNOVNI PSIHOFIZIČNI ZAKON - funkcija odvisnosti velikosti občutka od velikosti dražljaja. Na primer, če dodate eno žarnico lestencu iz dveh žarnic, bo navidezno povečanje svetlosti znatno. Na vprašanje, kakšno je razmerje med občutkom in draženjem, odgovarja tako imenovani Weber-Fechnerjev psihofizični zakon.
Na splošno ima odvisnost značaj splošne potenčne funkcije z različnimi eksponenti za vsako vrsto stanja (Stevensov zakon). Nasprotno, če je povečanje svetlosti konstantno, se nam bo zdelo, da se zmanjšuje. Kar smo rekli o vizualnih občutkih, je povsem res tudi glede slušnih občutkov.
Če prinesemo še eno svečo, se bo svetlobno draženje povečalo; Hkrati se bo moč ali intenzivnost svetlobnega občutka povečala. Spet položimo funtsko utež na roko subjekta in za primerjavo položimo funtsko utež in štiri tuljave ter postavimo isto vprašanje. Na primer, enemu gramu je treba dodati eno tretjino grama, da subjekt občuti razliko v občutku, trideset gramov - deset gramov itd.
Če lahko izmerimo moč dražljajev, lahko na podlagi pravkar navedene Fechnerjeve formule določimo moč ustreznih občutkov. Videli smo, da ko se občutki povečajo za enako količino, se draženje poveča na tak način, da njihov prirast vedno ohranja isto razmerje do dane vrednosti draženja.
Posledično dobimo vrsto občutkov, ki raste v geometrijski progresiji, medtem ko draženje raste v geometrijski progresiji. Stevensov zakon - različica O. z. (S. Stevens, 1957) - močnostna odvisnost velikosti občutka od velikosti dražljaja.
Stevensov potenčni zakon se pogosto uporablja iz istega razloga kot Fechnerjev logaritemski zakon: dobro opisuje številne empirične podatke. Fechnerjev zakon - različica O. z. (G. Fechner, 1860) - logaritemska odvisnost velikosti občutka od velikosti dražljaja, izražena v mejnih enotah. Avtor ga je izpeljal teoretično na podlagi številnih apriornih postulatov (zaradi pomanjkanja dokazov, zaradi katerih je bil večkrat kritiziran) in Webrovega zakona.
Sin. psihofizični zakon, psihofizična funkcija (ne zamenjujte s psihometrično krivuljo ali funkcijo). Odvisnost je izpeljal nemški psiholog in fiziolog G. T. Fechner na podlagi Bouguer-Webrovega zakona in dodatne predpostavke o subjektivni enakosti subtilnih razlik v občutkih. Fechner je s pomočjo matematike teoretično utemeljil znano dejstvo, da se občutek spreminja veliko počasneje, kot narašča moč draženja.
Trenutno so predlagane številne možnosti za slednje, vendar nimajo bistvenih prednosti v primerjavi z Z.F. Glej Stevensov zakon, Psihofizika. Ta formula za merjenje občutkov je izpeljana iz Webrovih raziskav, ki so pokazale konstantnost relativne velikosti prirastka dražljaja, ki povzroči občutek komaj opazne razlike.
Drugič, kot rezultat natančnih raziskav je bila ugotovljena zakonitost, na kateri temelji razmerje med intenzivnostjo draženja in občutkom. Za razumevanje te zakonitosti je še posebej pomemben koncept tako imenovanega praga, uveljavljen v procesu psihofizičnega raziskovanja. Stopnja draženja, ki daje tako komaj opazen občutek, se imenuje spodnji prag občutka.
Lahko rečemo tudi takole: razmerje med najmanjšim prirastkom moči dražljaja, ki prvi vzbudi nove občutke, in začetno vrednostjo dražljaja je konstantna vrednost.
V tem smislu občutenje barve ni kopija objektivne barve, ki obstaja zunaj nas, kot misli naivni realist. Občutek barve in svetlobe se ne pojavi samo zaradi valov podobnih vibracij, ampak tudi zaradi drugih razlogov.
Trdota”, “hrapavost”, “okus”, “vonj” so odvisni tudi od stimulacije ustreznih čutnih organov, pa tudi od znanih objektivnih razlogov. Imajo občutek za barve, nimajo pa terminalnega mrežničnega aparata. Posledično je njihov občutek za barvo odvisen od nekega osrednjega aparata. Iz tega lahko sklepamo, da je razlika med funkcijami čutnih organov določena tako z razlikami v končnih aparatih kot v osrednjih.
Če v temen prostor prinesemo svečo, dobimo občutek svetlobe določene jakosti oziroma jakosti. Glede moči draženja lahko rečemo, da je v drugem primeru dvakrat večja kot v prvem. Zato trojna stimulacija ne povzroči občutka trojne sile, ampak manj. Če pa občutek ne raste sorazmerno z draženjem, kako potem raste? Nato pogledamo, kakšna je bila ta dodatna teža, ki je povzročila komaj opazen občutek razlike v teži.
Weber-Fechnerjev psihofizični zakon. Naivni realizem.
Nato mu na roko položimo dvokilogramsko utež in naredimo isto, tj. Ugotovimo, kakšna dodatna teža je potrebna, da preiskovanec opazi razliko med prejšnjim in sedanjim občutkom. Nato enako naredimo s tretjo, četrto utežjo, dokler za zadostno število uteži ne ugotovimo vrednosti tiste dodatne uteži, ki ustvari komaj opazen občutek drugačnosti.
To pomeni, da se mora število žarnic večkrat povečati, da se nam zdi, da je povečanje svetlosti konstantno. WEBER-FECHNERJEV ZAKON je logaritemska odvisnost jakosti občutka E od fizične jakosti dražljaja P: E = k log P + c, kjer sta k in c določeni konstanti, ki ju določa dani senzorični sistem. Weber-Fechnerjev zakon je običajno v nasprotju s Stevensovim zakonom, po katerem je ta odvisnost potenčne in ne logaritemske narave.
Weber-Fechnerjev zakon je veliko odkritje na področju psihofizike, ki nam omogoča, da označimo nekaj, za kar se zdi, da ni mogoče označiti nobene značilnosti, namreč človeških občutkov.
Weber-Fechnerjev osnovni psihofizični zakon
Najprej si poglejmo najpomembnejše sestavine tega izraza. Weber-Fechnerjev zakon pravi, da je intenzivnost človekovega občutka sorazmerna z logaritmom intenzivnosti dražljaja. Ni treba posebej poudarjati, da na prvi pogled ta formulacija Weber-Fechnerjevega zakona zveni strašljivo, v resnici pa je vse precej preprosto.
Znanstveniku E. Weberju je že v 19. stoletju uspelo s pomočjo več poskusov dokazati, da se mora vsak nov dražljaj, da ga človek lahko zazna kot drugačnega od prejšnjega, razlikovati od prejšnjo različico za količino, ki je sorazmerna s prvotnim dražljajem.
Najenostavnejši primer te trditve sta katera koli dva predmeta z določeno maso. Da jih oseba zazna kot različne teže, se mora druga razlikovati za 1/30.
Drug primer lahko navedemo pri razsvetljavi. Da bi človek videl razliko v svetlobi dveh lestencev, se mora njuna svetlost razlikovati za 1/100. Se pravi, da bo lestenec iz 12 žarnic nekoliko drugačen od tistega, ki mu je dodana samo ena, lestenec iz ene žarnice, ki ji je dodana še ena, pa bo dajal bistveno več svetlobe. Kljub temu, da je v obeh primerih dodana samo ena žarnica, bo razlika v osvetlitvi različno zaznavna, saj je pomembno razmerje med začetnim dražljajem in tistim, ki sledi.
Weber–Fechnerjev zakon: formulaFormulacija, ki smo jo pregledali zgoraj, je podprta s posebno formulo, ki izraža delovanje Weber-Fechnerjevega psihofizičnega zakona. Leta 1860 je Fechnerju uspelo oblikovati zakon, ki pravi, da je moč občutka p sorazmerna z logaritmom intenzivnosti dražljaja S:
p=k*log(S)\(S_0)
kjer je S_0 vrednost, ki odraža intenzivnost dražljaja: če je S
Za razumevanje te zakonitosti je še posebej pomemben koncept tako imenovanega praga, uveljavljen v procesu psihofizičnega raziskovanja.
Pragovi občutkov Weber-Fechnerjev zakon
Kasneje je bilo ugotovljeno, da obstoječa intenzivnost draženja zahteva doseganje določene specifične stopnje, da bi oseba lahko občutila njen vpliv. Tako šibek vpliv, ki daje komaj opazen občutek, imenujemo spodnji prag občutka.
Obstaja tudi taka stopnja vpliva, po kateri se občutki ne morejo več okrepiti. V tem primeru govorimo o zgornjem pragu občutenja. Človek čuti kakršen koli vpliv izključno v intervalu med tema dvema indikatorjema, ki ju zato imenujemo zunanji pragovi zaznavanja.
Prav tako je treba povedati, da med intenzivnostjo občutka in draženja ni vzporednosti v polnem pomenu besede. ne more niti v medpragovnem intervalu. To je enostavno dokazati s primerom: predstavljajte si, da ste vzeli torbo in ima seveda nekaj teže. Po tem bomo v vrečko dali kos papirja. Dejansko je teža torbe sedaj povečana, a človek ne bo čutil tolikšne razlike, kljub temu, da leži v predelu med dvema pragovoma.
V tem primeru govorimo o tem, da je povečanje draženja prešibko. Količina, za katero se draženje poveča, se običajno imenuje prag razlikovanja. Iz tega sledi, da je stimulacija s prenizko diskriminativno jakostjo podpražna, s premočno stimulacijo pa nadpražna. Poleg tega je višina teh indikatorjev odvisna tudi od občutljivosti na diskriminacijo – če je občutljivost na diskriminacijo večja, je prag diskriminacije ustrezno nižji.