第三章 感觉和知觉(上)

第三章感知觉 教育科学学院张丽雅 教学目标 通过本章的教学 使学生掌握感觉的基本概念 理解感受性与感觉阈限的关系 以及韦伯定律 对数定律 了解视觉 听觉的生理机制以及色觉和听觉理论 第一部分感觉 主要内容 第一节感觉的一般概念第二节视觉第三节听觉第四节其他感觉第五节感觉的相互作用 我们如何认识世界 我们的知识又是怎样得到的 这一切均始于我们的感觉 第一节感觉的一般概念 一 感觉概述1 什么是感觉 2 感觉的生理机制 3 感觉的分类 1 什么是感觉 感觉是人脑对直接作用于它的客观事物的个别属性的反映 下面哪一种是感觉 1 梦中蓝色的大海2 迷人的玫瑰3 我看见了一朵花是红色的 4 海市蜃楼 感觉的意义 感觉剥夺实验 1954年 加拿大麦克吉尔大学的心理学家 感觉的产生是分析器活动的结果 分析器 感觉器官 传入神经和大脑皮层中枢所组成的机能结构整体 感觉器官的专门化 不同的感觉器官只接受特定的 适宜的刺激而产生感觉的现象 2 感觉的生理机制 3 感觉的种类 感觉的种类 二 如何测量感觉 二 感觉的测量1 感受性与感觉阈限韦伯定律2 心理物理定律psychopyhsics 心理物理学 1 感受性与感觉阈限 感受性 一种心理量 即人对刺激物的感觉能力 不同的人对刺激的感受性是不同的 感觉阈限 一种物理量 即人要想感觉到刺激的存在或变化 刺激本身的强度和强度的变化需达到一个起码的量值 这个临界值就叫感觉阈限 感受性与感觉阈限的关系 绝对感觉阈限 absolutesensorythreshold 刚刚能引起感觉的最小刺激量 绝对感受性 absolutesensitivity 人的感官器官觉察这种微弱刺激的能力 感觉出最小刺激量的能力 1 绝对感受性和绝对感觉阈限 如何确定绝对感觉阈限 按惯例 50 的次数被觉察到的刺激值绝对感受性和绝对感觉阈限的关系 反比 E R 1 几种感觉的绝对阈限 感觉类型 绝对阈限 视觉听觉味觉嗅觉触觉 夜晚晴朗时可见50公里的烛光安静时可听见6米远秒针走动声可尝到7 5升水中的1茶匙糖的甜味可闻到三居室中一滴香水的气味蜜蜂翅膀从1厘米高落在面颊上 2 差别感受性与差别阈限 差别阈限 differencethreshold 能觉察出两个刺激的最小差别量 差别感受性 differencesensitivity 对最小差异量的感觉能力 如何计算差别阈限 韦伯定律 布格尔 韦伯定律 韦伯 19世纪的德国生理学家公式 I I K举例 对于100克重的物体 要增加3克才能感觉到重量的变化 而对200克的物体 要增加6克才能感觉到重量的改变 K 只适用于刺激的中等强度 不同感觉的韦伯系数 视觉 亮度 1 60动觉 重量 1 60痛觉 皮肤灼痛 1 30听觉 音调 1 10触觉 皮肤压力 1 7嗅觉 天然橡胶气味 1 4味觉 盐咸味 1 3 费希纳的对数定律 P KlgI公式表明当刺激强度按几何级数增加时 感觉强度只按算术级上升 当物理量迅速上升时 感觉量是逐步变化的 注意 费希纳的对数定律是在韦伯定律的基础上研究的 所以该定律只有在中等强度的刺激时才适用 无意识感觉 阈下刺激 阈下刺激对人没有影响 Wilson 1979 双听实验广告中是否有阈下刺激的感觉效应 1957年在美国新泽西州的实验 几种主要的感觉 1 视觉2 听觉3 肤觉4 味觉与嗅觉5 动觉 平衡觉与内脏觉 其他感觉 1 2 第二节视觉 视觉 视觉器官接受光波刺激而产生的感觉 一 视觉的一般概念 80 适宜刺激 可见光 380 780nm 二 视觉的生理机制 生理机制包括 折光机制 感觉机制 传导机制和中枢机制 透明 洋葱样排列的层状结构由附在其上的睫状肌调节其形状的改变 使远处和近处的物体都能够在视网膜上聚焦 形成清晰的图像 调节 虹膜上的小开口 调节光线进入眼睛的多少 环形肌肉结构 透明 允许光线通过 无色透明的胶状物质 视网膜是眼球的光敏感层外层 锥体细胞 1 2亿 夜视器官棒体细胞 600万 昼视器官中间 双极细胞内层 神经节细胞 视网膜 三 视觉的基本现象 1 什么是颜色 颜色 光波作用于人眼所引起的视觉经验 广义包括彩色和非彩色 狭义仅指彩色 颜色的三个特征 色调 明度 饱和度 色觉缺陷和色盲 男性 6 色弱 2 色盲女性 0 4 0 03 色盲不自知 经验补偿 正常人眼中的色觉和色盲患者眼中的色觉 色盲检查图 色觉理论 三色说 对立过程理论 三色说赫尔姆霍茨认为 每种感受器都对各种波长的光有反应 但是不同颜色的感受器对不同波长的光敏感性不同 红色感受器 长波 绿色感受器 中波 蓝色感受器 短波不足 它不能解释红绿色盲 对立过程理论 四色论黑林认为 视网膜存在着三对视素 黑 白视素 红 绿视素 黄 蓝视素 他们在光的刺激下表现为对抗的过程 即同化作用和异化作用 暗适应 由亮处转入暗处时视觉感受性先快后慢逐渐提高的过程 30 40分钟 过程 从明处 暗处 最初看不清 逐渐恢复暗视觉 明适应 由暗处转入亮处时视觉感受性快速下降的过程 5分钟 过程 从暗处 明处 最初看不清 耀眼的光感 片刻后恢复明视觉 2 视觉适应 视紫红质的光化学反应 摄入ViaA不足可引起夜盲症 普肯耶现象 1824年捷克物理学家发现 人眼对不同波长 颜色 的光感受性不同 在明视觉条件下 人眼对550nm的光 黄绿色 感受性最高 而在暗视觉条件下 人眼对500nm波长的光 蓝绿色 感受性最高 3 视觉后象 在刺激停止作用后 感觉并不立即消失 而是仍暂留一段时间 叫感觉后象 正后象 性质与原感觉的性质相同 负后象 性质与原感觉的性质相反 例 注视电灯一段时间后 关上灯 或者闭上眼睛 感觉如何 如果目不转睛盯着一盏白色荧光灯 然后把视线转向一堵白墙 如何 注视30秒以上 然后看白色背景 会看到一个发亮的灯泡 4 闪光融合 日光灯原理原因 时间积累与空间积累闪光融合 当闪烁光频率足够高时 人们会看不出光的闪烁而得到如同看连续光一样的融合感觉 临界闪光融合频率 刚刚能引起融合感觉的刺激最小频率 它表现了视觉系统分辨时间能力的极限 属于一种绝对阈限 视觉对比是由光刺激在空间上的不同分布引起的视觉经验 5 视觉对比 马赫带现象 明暗交界处使人感到明处更明 暗处更暗 第三节听觉 一 听觉的概念 声音是由机械振动产生的声音须在媒质中才能传播 以声波的方式传播 频率 音调 音高 振幅 音响 响度 周期性 波形 音色 无周期性的为噪音 物理属性 心理属性 小故事 耳听不到却为实 2006年9月2日 新闻晨报 成人听不见的 神奇手机铃声 在校园流行 日前 一种 神奇手机铃声 正在广州中小学生中流行 据称25岁以上的成人往往听不到该铃声 因此一些中小学生就把装有该铃声的手机堂而皇之地带进教室 在课堂上公然拨响了同学的手机 而老师对此却毫无觉察 据了解 这种铃声原型为英国一家公司发明的 青少年超音驱逐器 这种驱逐器会发出14400赫兹的声音 虽然人的听阈范围是16 20000Hz 但是人对1000Hz 4000Hz的声音最敏感 对这一范围声音的耐受性也比较高 人的听觉感受性和年龄有关 随着年龄的增长 首先丧失对高频声音的听觉 对低频声音听觉逐渐丧失 二 听觉的生理机制 传导机制 耳传导 外耳 中耳 内耳的耳蜗 借助鼓膜的振动 骨传导 颅骨 内耳的耳蜗 借助颅骨的振动 耳蜗 听神经 大脑颞叶 三 听觉现象 1 听觉适应较之视觉不太明显 2 听觉后效的保留时间约3 4s 3 听觉对比及声音掩蔽 一些常见声音的强度 140近距离的摇滚乐队130120响雷110时速500英里的喷气式飞机100时速20英里的地铁9080繁忙的街角7060日常交谈5040具体代表性的屋子3020低语100听觉阈限 持续暴露在85分贝以上的声音环境中会造成耳聋 一 频率理论人物 物理学家 罗 费尔观点 内耳的耳蜗是和镫骨按相同的频率运动的 振动的数量与声音的原有频率相适应 评价 频率理论难以解释人耳对声音频率的分析 人耳的耳蜗不能作每秒1000次以上的快速运动 四 听觉理论 人物 赫尔姆霍茨观点 由于耳蜗基底膜的神经纤维长短不同 靠近蜗底较窄 靠近蜗顶较宽 因而就象一部竖琴的琴弦一样 能对不同频率的声音产生共鸣 声音的频率高 短纤维发生共鸣 声音的频率低 长纤维发生共鸣 基底膜的振动引起听觉细胞的兴奋 因而产生高低不同的音调 不足 20000 20 1000 1 而基底膜上的横纤维长短之比仅为10 1 不对应 二 共鸣理论 人物 冯 贝克西观点 声波传到人耳 将引起整个基底膜的振动 振动从耳蜗底部开始 逐渐向蜗顶推进 振动的幅度也随着逐渐增高 随着外来声音频率的不同 基底膜最大振幅所在的部位也不同 声音频率低 最大振幅接近蜗顶 声音频率高 最大振幅接近蜗底 不足 行波理论难以解释500赫兹以下的声音对基底膜的影响 因为当声音低于500赫兹时 引起基底膜各部位相同的运动 三 行波理论 人物 韦弗尔观点 当声音低于400Hz以下时 听神经个别纤维的发放频率是和声音频率对应的 当声音频率提高 个别神经纤维无法单独对其作出反应时 神经纤维联合齐射发生作用 从而可反应频率较高的声音 四 神经齐射理论 第四节其他感觉 嗅觉 味觉 肤觉 其他感觉 1 动觉 平衡觉 内脏感觉 内部感觉 2 一 嗅觉 感觉器官 嗅膜 分布着嗅细胞 二 味觉 味蕾 四种基本形态 触觉 痛觉 冷觉 温觉 各自对应于不同的感受器 一 触压觉 包括触觉 压觉 振动觉与痒觉 由非均匀分布的压力在皮肤上引起的感觉 叫触压觉 皮肤的不同部位具有不同的触觉感受性 两点阈 能够分辨皮肤上两个点的最小距离 和触觉定位能力 面部与手指最为敏感 三 肤觉 即皮肤感觉 二 痛觉痛觉是躯体对有害刺激的反应 是我们体验到伤害性经验 痛觉具有保护机体免受伤害的作用 适应现象非常不明显 三 冷觉与温觉 即温度觉 皮肤表面温度的变化引起温度觉 高于皮肤表面温度的温度刺激引起温觉 低于则引起冷觉 两者各自独立完成 一 动觉动觉 身体运动的信息 感受器位于肌肉 肌腱和关节中 二 平衡觉平衡觉 反映头部运动速率和方向的感觉 其感受器是前庭器官 三 内脏感觉内脏器官活动状况的感觉 感受器位于各脏器的壁