普通心理学(1)-第20节
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状况,都会对感受性产生影响。这就是对比现象和感觉之间
的相互作用现象。
对此是同一分析器受不同刺激物作用而产生的现象。对
比分两类:刺激物同时作用时产生同时对比现象,刺激物先
后作用时产生先后对比现象。由于对比的结果,感觉向邻近
的或者跟以前的感觉相反的方向变化。
同样灰色的长方形,在白色的背景上看起来显然比在黑
色的背景上更暗一些。这是因为在这两种情况下,灰色长方
形与背景间的差别都发生了增强现象。这是无彩色的对比。
彩色对比在彩色背景的影响下,向背景色的补色方面变
化。例如灰色的正方形放在红色的背景上,获得绿色的色调,
在绿色的背景上获得红色的色调。
在一种色过渡到另一种色的边界上,对比表现得特别强
烈。
对比是受大脑皮层中枢制约的现象。双眼对比的事实证
明了这一点。双眼对比是当一个刺激作用于一只眼,而另一
个刺激作用于另一只眼的时候产生的。
其它分析器的活动也影响视觉感受性。例如在暗适应过
程中加上声音作用的时候,对光的感受性就要降低。在声音
作用下,圆锥细胞对不同的颜色的感受性也有不同的改变:对
蓝色和绿色的感受性提高了,而对红色的感受性则降低了。声
音的作用也可以使网膜色域发生变化,对蓝色和绿色的视域
界限,因听觉刺激而展宽,对橙色的视域因听觉刺激而缩窄,
极红色的视域则保持不变。
除了听觉刺激以外,嗅觉、温度觉和味觉等刺激的作用
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都可以对视觉产生影响。
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基本神经过程的扩散和相互诱导,是感觉相互作用的生
理基础。
(七)视角和视觉的敏锐度
物体在网膜上所成影象的大小跟物体的大小和物体与眼
球之间的距离有关。同样大小的物体,在不同的距离条件下,
在网膜上所成影象的大小不同。同样,不同大小的物体,如
果分别处于适当的距离,却可以在网膜上获得大小相同的影
象。因此,在说明感知对象的大小时,为了便于比较,我们
经常不用物体的绝对大小进行比较,而用视角去度量。所谓
视角,就是作为对象的物体的最边沿的点与眼球节点的联线
所成的角。有了视角的概念,我们就有了尺度来讨论视觉的
敏锐度问题。所谓视觉的敏锐度,是指分辨细小的或遥远的
物体或物体的细微部分的能力。在一定的条件下,眼睛能分
辨的物体越小,视觉的敏锐度越大。这里所谓大小是用视角
来表示的,因为这样才能有所比较。所以,更恰当的是这样
的定义:能分辨或能看见视角越小的物体,视觉的敏锐度就
越大。视觉敏锐度的基本特征在于辨别两点之间距离的大小,
因此,也可以把它看作视觉的空间阈限。
决定视觉敏锐度的条件有物理方面的和解剖生理方面
的。首先起决定作用的是网膜的感受性。网膜对大小的感受
性决定于圆锥细胞的切面半径。半径越小,可能辨别的视角
就越小。网膜的切面解剖表明接近中央窝部分感光细胞的切
面半径最小,所以中央窝附近的视觉敏锐度最大。由于光点
刺激所引起的兴奋的扩散作用,相邻细胞之间会引起兴奋的
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总和,结果使眼睛觉察微隙的空间阈限不能无限制地缩小。
光的波长不同,背景的照明不同,物体与背景之间的对
比不同,对视觉敏锐度都有一定影响。一般说来,波长为550
毫微米附近的光波有最大的视觉敏锐度。而明度与视觉敏锐
度成正比。这可写成如下的公式:
V=alogⅠ+b
其中V 为视觉敏锐度,Ⅰ为明度,a、b为常数。即明度增加,
视觉敏锐度也增加,两者之间为对数关系。这些资料,对考
虑劳动条件,有很大的实用价值。
其它光刺激或非光刺激也影响视觉敏锐度。实验研究证
明:对一只眼睛的照明影响另一只眼睛的敏锐度。听觉刺激
也可以影响视觉敏锐度。通过条件反射的强化,可以提高视
觉敏锐度,这样,就给敏锐度的训练提供了理论上的根据。实
验结果表明:经过训练,能改善在小视角 (距离加远)下对
飞机型式的辨别。有些受试者经过9天训练,成绩 (用距离
算)改进了三倍多。
第四节 听 觉
一 听觉的刺激
物体振动所发出的音波 (空气的周期性压缩和稀疏)是
听觉的适宜刺激。音波作用于听分析器而引起听觉。
最简单的音波是纯音。纯音是单一的正弦曲线形式的振
动。例如音叉的声音就是纯音。利用电子仪器 (音频振荡
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器)可以发出频率为20—20,000次 C秒(赫)的纯音。物理
学上用频率和振幅(强度)两个主要特征来说明纯音的性质。
不同频率和振幅的纯音相混合可以获得一切声音,由这
些纯音混合而成的声音称为复音 (如乐器的声音)。
全部声音也可按它们是否具有周期性而分成两类:即乐
音和噪音。乐音是周期性的声音振动。纯音和以频率为简单
整数比例的纯音混合而成的复音,都属于乐音 (如音叉、提
琴音、歌唱家的歌声等)。噪音是非周期性的声音振动。流水
声、敲打声、沙沙声等都属于噪音。
听觉有音高、响度和音色的区别。这是同物理上对声音
的三个基本量度:频率、强度和振动形式相应的。
音高基本上决定于音波每秒的振动次数,即声音的频率。
频率越大,听到的声音就越高。在乐音中,音高是由第一个
基本音的频率决定的。
响度与声音的物理强度相对应。但在感觉上的响度与声
音强度(音强)之间的对应关系不是直接关系而是对数关系。
因此,响度的单位是分贝 (d.b.),它和音强的关系用下式
表示:
N (d.b.)=10 log
其中N 为响度,Ⅰ为强度,P为音压。响度的单位是相对单
位而不是绝对单位。在公式中,Ⅰ为某一声音的强度 (用音
压或能量表示),而 0I 则为听觉的绝对阈限强度。0
验求得的,是一个用来进行比较的单位。国际上通用的单位
为音压0.0002达因 C厘米 2(0.0002巴)或能量为10 -9尔格
log =20
I
I0
P
P
I 是根据经
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C厘米 秒。这是频率为1,000赫的音波的绝对阈值。也就相
当于0 . .。由于音强与响度之间的关系是对数关系,因此,
当音强增如十倍时,在感觉上响度才增加一倍。
音色是把基本频率与强度相同但附加振动的成分不同的
声音彼此区分开来的特殊品质。复音的音高决定于基本音,而
音色却决定于陪音的成分,即全部陪音的数目及其相对强度。
在说明复音音色的时候,近来常引用声谱这一概念。声
谱是把组成复音的各种频率的音波振幅图列起来。从声谱图
的不同结构中可以区别不同的音色。
二 听觉器官和听觉的刺激过程
听觉器官的最外周是外耳,包括耳壳和外听道。耳壳起
收集音波的作用。音波通过外耳道达到鼓膜。鼓膜后面就是
中耳。中耳有砧骨、锤骨和镫骨组成的听小骨系统,音波使
鼓膜振动,鼓膜的振动通过听小骨系统继续向内传递,达到
镫骨所遮盖的通向内耳的小孔 (卵圆窗)。
音波通过中耳而被放大加强。因为鼓膜的面积(约66毫米 2)
2
比镫骨的面积(3.2毫米 )大得多;而且三个听小骨的配置方式
也产生一定的放大作用,因此,通过中耳,单位面积的声压要加
强25—30倍。
除了通过外耳和中耳通道以外,声音还可以经由头部及身体
其它区域通过头骨传导到内耳。这种传导一般叫做骨传导。
内耳是螺旋状的骨组织,叫做耳蜗。在耳蜗的正中有基
底膜把耳蜗分隔成两部分。这两部分在耳蜗的顶部有小孔相
2
d b
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通。耳蜗内部充满液体(淋巴液)。空气的振动引起鼓膜的振
动,从而传向听小骨系统,经过卵圆窗,推动耳蜗中的液体,
振动在液体中传导,经过上部再穿过耳蜗顶端的小孔而传入
下部,达到下部向中耳端的正圆窗。这是音波在耳内传导的
整个路程。是人耳构造的模式图。
听感器受—— 科蒂氏器官—— 位于基底膜上。基底膜是
由大量的横纤维 (约24,000条)组成的。这些纤维的长度
由耳蜗的底部到顶部逐渐增大。科蒂氏器官是由支持细胞和
末端具有细毛的听细胞组成的。听神经即由科蒂氏器官的细
胞开端。
关于声音如何对感受器发生作用的问题,亦即声音如何
在内耳基底膜引起听神经兴奋的问题,还没有取得完全一致
的并能阐明全部听觉现象的理论。一向比较通行的是黑尔姆
霍兹的共鸣学说。
根据共鸣学说,认为感受声音振动的是基底膜的纤维。这
些纤维由于长短不同对不同频率的声音发生共鸣,象琴弦一
样。短的对高频率反应,长的对低频率反应。然后纤维的振
动转化为神经兴奋沿相应的神经纤维传到听觉中枢,引起不
同音高的听觉。按黑尔姆霍兹的原意认为每一种频率只有相
应的一条纤维反应。可是,这就对一些事实难于说明:如声
音频率辨认的广大范围和基底膜纤维长短的比例不相适应,
基底膜纤维彼此很少孤立作用。近年,有人利用活体 (豚
鼠)、人的耳蜗标本和人的耳蜗模型进行试验,直接观察的结
果表明在声音作用下,基底膜不是单一纤维振动,也不是驻
波或音波的简单复制,而是行波性质—— 音波引起整体基底
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膜的机械振动,但频率不同,在不同区域产生最大振幅 (高
音在耳蜗底部,低音在顶部)。音高的感觉决定于振幅最大部
分。
耳蜗对音高反应的定位性质为临床、电生理及生理解剖等多
方面的实验所证明。例如,有人用条件反射法在狗身上证明了耳
蜗的局部定位。实验是先给狗形成50赫以上各种不同频率的纯
音及杂音的条件反射,然后破坏狗的一侧耳蜗。在狗恢复以后,再
局部地破坏另一侧耳蜗。由于局部破坏的位置不同,狗对不同频
率声音的反应就不同。有些频率范围的条件反射永远消失了。这
些频率范围和耳蜗破坏的位置是相应的。
应当指出,把共鸣学说或其它学说统称为听觉学说是不恰当
的。因为这些学说只是力图说明听分析器外周部分的换能机制问
题。只能算作关于音高辨认的刺激过程的部分理论。要建立完整
的听觉理论,必须考虑听分析器的中枢部分。
在音波振动变成耳蜗机械振动过程的同时,在耳蜗,机
械能量转变为电能量。利用电生理学方法,可以测量出耳蜗
在接受声音刺激时的交流电位。这种电位在形式上和频率上
完全复制这一声音的振动。利用电声学装置可以把这些电位
重行放大而获得原来刺激的声音。这就是所谓耳蜗的微音器
效应。
耳蜗电位如何引起听神经冲动,还是一个没有完全解决
的问题。一般意见认为,耳蜗电位本身就是一种电刺激,可
以引起听神经的兴奋。兴奋沿听神经经过听觉的皮层下中枢,
然后再传到皮层颞叶的听觉中枢。
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神经传导由于神经活动中有乏兴奋期(不应期),所以对频率
刺激的效应有一定的限制范围 (听神经的频率响应较高,但一
般也不能超过4,000赫)。因此,考虑到中枢部分的听觉学说,就
有必要考虑兴奋在不同中枢水平上进行的时间 (兴奋的时间序
列)和空间 (基底膜不同位置和两耳来的兴奋)的总合和改组。
三 听 觉 现 象
(一)听觉的绝对阈限和差别阈限
测定听觉绝对阈限的办法,一般应用的有两种:一种是
声音通过耳机传给受试者,定出阈值后,再计算此时加到鼓
膜上的音压;另一种是在一个既隔音又没有回声的专门实验
室内,要受试者辨别声源传来的声音,找到刚可觉察的阈值
后,用仪器测量受试者头部中点位置上