Основные психофизические законы. Теория обнаружения сигналов

План:

1. Определение психофизики
2. Пороги ощущений. Чувствительность.
3. Подпороговое восприятие. Субсенсорный диапозон.
4. Психофизика Фехнера.
5. Психофизика Стивенса.
6. ТОС

ПСИХОФИЗИКА – наука о количественных зависимостях между внешней стимуляцией и ощущением.

2 раздела:

1) проблемы измерения сенсорной чувствительности

2) проблемы построения психофизических шкал, тестирование.

Основная задача: определить, как соотносятся физические параметры стимуляции и соответствующие субъективные оценки ощущений.

2 подхода – косвенный (Фехнер) и прямой (Стивенс).

Появление или изменение ощущения возможно оценить при помощи измерения порогов.

Разновидности порогов ощущения:

Нижний абсолютный порог – минимальная интенсивность стимула, впервые вызывающая ощущение.

Верхний абсолютный порог – интенсивность, при которой ощущение меняет качество. Звук более 130 Дб – болевое ощущение.

Разностный порог – минимальное изменение интенсивности стимула, приводящие к изменению ощущения.

Относительный порог (отношение Вебера) - отношение разностного порога к исходной величине стимула:

∆I/I=k,

где ∆ I – разностный порог, I – исходная величина стимула, k – константа, зависящая от сенсорной системы(должна быть постоянна для определенной модальности при умеренных значениях стимула).

Чтобы 2 сигнала можно было различить, разница должна быть пропорциональна абсолютной величине. 20% для чувства тяжести.

Чувствительность – величина, обратная значению порога.

Абсолютная чувствительность – измеряется абсолютным порогом.

Различительная чувствительность – измеряется разностным порогом.

В работах Гершуни впервые был экспериментально исследован субсенсорный диапазон – область интенсивности стимулов, которая лежит ниже порога осознания, но воздействие которых отражается.

Реакции, возникающие при действии раздражителя и не подающиеся произвольному контролю:

1. Реакция рецепторов (микрофонной эффект улитки)

2. Реакция корковых отделов анализаторов (изменение спонтанной активности).

3. Компоненты ориентировочного рефлекса (КГР, сосуды). 4. Специальные адаптационные рефлексы.

5. Безусловно-рефлекторные реакции.

6. Условно-рефлекторные реакции.

Полученные результаты по исследованию субсенсорного диапазона позволяют говорить о необходимости различения понятий «порог реакции» и «порог анализатора».

Подпороговое восприятие

Процессы переработки неосознаваемой информации. Примеры:

1) реакция на стимул ниже порога восприятия.

2) чувствует стимул, не различает характер.

3) реакция на стимул, о котором испытуемый не знает.

4) знает о стимуле и своей реакции, но не находит связи.

Отдельные подпороговые воздействия способны оказать влияние, но переработка сложной информации маловероятна.

Закон Фехнера:

Постулат 1: интенсивность ощущений нельзя измерить непосредственно.

Постулат 2: отношение Вебера является постоянной величиной.

∆ I/I=K

Где I- интенсивность стимула, а ∆ I- разностный порог, а K – константа, зависящая от модальности.

Постулат 3: едва заметное различие – самое слабое из всех возможных приращений интенсивности ощущения ∆S относительно его исходной величины S.

∆S= k (2) Введение ∆S следует как заключение Фехнера о равенстве всех минимальных приростов ощущений (∆S).

Из постулатов 2 и 3 выводим ∆S=c*∆I/I, где с – константа пропорциональности (Основная формула Фехнера).

S=c*log(е)I+C, где С – постоянная интегрирования, а е – основание натуральных логарифмов.

Посулат: Ощущение равно 0 в точке нижнего абсолютного порога, т.е. S=0 при I=Iо (Iо - абсолютный порог)

S=c*logI/Iо

Интенсивность ощущение пропорционально логарифму интенсивности стимула.

ГРАФИК ЕДИНИЦЫ ОЩУЩЕНИЯ-ЕДИНИЦЫ ИНТЕНСИВНОСТИ ОЩУЩЕНИЯ 20 СЕК

Методы Фехнера: границ, констант, установки.

Критика Стивенса.

Фехнер ошибался, полагая что минимальный прирост ощущения (∆ S) постоянен на всей психологической шкале. Если бы Фехнер принял положение о постоянстве отношений не только для е.з.р. стимуляция ∆ I, но также и для субъективного коррелята е.з.р. - ∆ S. Тогда:

Следовало бы, что психическая величина S – степенная функция физической величины R.

Так же Стивенс предлагал прямое измерение – шкалирование.

Что нового внес Стивенс в психофизику:

• более универсальный психофизический закон
• Опроверг постулат о невозможности прямого измерения ощущений.
• Разработал новые психофизические методы.
• Новые возможности установления психофизических зависимостей

Закон Стивенса:

Постулат 1: Интенсивность ощущения можно измерять непосредственно.

Постулат 2: Отношение Вебера является величиной постоянной.

∆ I\I= k

Где I- интенсивность стимула, ∆ I – разностный порог, к- константа.

Постулат 3: Отношение едва заметного различия ∆ S исходной величины S есть константа.

∆ S\S=k(1)

2 и 3 позволяют записать равенство: ∆S/S=c*∆I/I, где с – константа (фактор шкалы, отражающий выбор единиц измерения).

Log S=c*logI+C, где С - постоянная интегрирования.

S=c*I^ k Интенсивность ощущения пропорционально интенсивности стимула в степени k.

ГРАФИК S, I, ДВЕ КРИВЫХ И ПУНКТИРНАЯ МЕЖДУ НИМИ, ТОЧКИ 0 И 1. 15 СЕК

Система единиц измерений для различных ощущений: СОН - громкость звука; МЕЛ - высота звука; ВЕГ - тяжесть. Для разных модальностей крутизна функций различна.

ТОС

Основные положения

Классическая психофизика не могла объяснить:

· Статистический характер порогов обнаружения.

· Наличие ложных тревог и пропусков.

· Влияние несенсорных факторов (усталость и т.д.)

· Рассматривала обнаружение как пассивный процесс «стимул - реакция»

Стимулы одной интенсивности порой фиксируются, а порой – нет. Это свидетельствует об изменении величины порога во времени.

Помимо чувствительности могут иметь значение и другие факторы - уровень внимания наблюдателя, мотивация выполнения задания, ожидание, другие несенсорные факторы. В совокупности - искажение ответа.

Критерий – задание - определить, является ли ощущение результатом действия сигнала или только шума. Разрабатывают для себя некий «проходной балл», или ВНУТРЕННИЙ КРИТЕРИЙ.

Метод: «да-нет». В соответствии с критерием наблюдатель ответит «Да»(сигнал), если уровень ощущения выше этой точки, и «Нет», если ниже. Ошибки – ложные тревоги и промахи.

Оценка условных вероятностей правильных и неправильных ответов.

Что влияет на критерий:

1)изменение уровня шума в сенсорной системе.