Значение константы Вебера для различных органов чувств
| Ощущения | Значение константы |
| Изменение высоты звука | 0,003 |
| Изменение яркости света | 0,017 |
| Изменение давления на поверхности кожи | 0,140 |
| Изменение веса предмета | 0,020 |
| Изменение громкости звука | 0,100 |
Наряду с этим различаются оперативные пороги ощущений – величина сигнала, при которой точность и скорость его различения достигает максимума. Эта величина на порядок больше, чем величина порога различения, и применяется в различных практических расчетах.
Основной психофизический закон
Опираясь на положение о равенстве минимальных различий между ощущениями и соотношением Вебера, немецкий ученый Г. Т. Фехнер вывел психофизическую закономерность, которая получила именование основной психофизический закон. На основании этого закона сила ощущения пропорциональна логарифму величины действующего раздражителя:
R = C (lg S – lg So),
где: R – интенсивность ощущения; С – константа, связанная с соотношением Вебера; S – интенсивность действующего стимула; So – абсолютный порог.
Примерно через сто лет после этого американский ученый С. Стивенс выдвинул идею возможности непосредственной количественной оценки человеком своих ощущений. Он уточнил основной психофизический закон и установил, что зависимость между ощущением и физическим стимулом имеет не логарифмический, а степенной характер, и вывел следующую формулу:
R = C (S – So) 2 .
Позднее были предложены другие уточнения основного психофизического закона, в частности отечественным психологом Ю. М. Забродиным, который ввел дополнительную константу, учитывающую условия наблюдения и задачи, стоящие перед субъектом.
Понятие и основные характеристики
Сенсорного ряда
Диапазон наших ощущений образует сенсорный ряд. Несмотря на то, что абсолютный и дифференциальный пороги представляют собой явно различные характеристики, за этими понятиями стоит общий принцип или одно и то же допущение.
Данное допущение состоит в следующем. Предполагается, что сенсорный ряд дискретен (т. е. прерывен). Это означает: до определенных пределов ощущение есть, а потом пропадает.
Представление, что наша сенсорная система устроена по пороговому, прерывистому принципу, получило название концепции дискретности сенсорного ряда, а ее автором является Г. Т. Фехнер. Причем эта точка зрения распространяется как на абсолютный, так и на дифференцированный пороги.
Психофизики, воодушевленные идеей «абсолютного слуха», или точкой исчезновения ощущений, провели сотни экспериментов, чтобы определить пороги чувствительности. Они с удивлением установили, что порог как бы плавает. Иными словами, даже для очень слабых раздражителей существует некоторая вероятность их обнаружения, а для относительно сильных – возможна вероятность их необнаружения.
Зависимость вероятности обнаружения (различения) стимулов от их интенсивности получила название психометрической функции.
Если сенсорная система работает по дискретному принципу, психометрическая функция будет выглядеть следующим образом. До определенного уровня интенсивности стимула вероятность обнаружения равна нулю, потом – единице (рис. 13).
В последующем, основываясь на результатах психофизических исследований, И. Мюллер предложил идею о непрерывности сенсорного ряда. Ее суть состоит в том, что не существует порога как такового: любой стимул в принципе может вызвать ощущения. Реальная психометрическая функция в этом случае показана нарис.14.
Теория непрерывности объясняет причину необнаружения некоторых слабых сигналов. Она состоит в том, что на возможность обнаружения стимула влияет не только его физическая интенсивность, но и расположенность сенсорной системы к ощущению. Данная расположенность зависит от множества случайных, плохо контролируемых факторов: усталость человека, степень его внимательности, мотивации, опыта и т.п.
 |
| Рис. 13. Идеальная психометрическая функция (допущение о дискретности) | Рис. 14. Реальная психометрическая функция (допущение о непрерывности) |
При этом одни факторы благоприятно действуют на способность наблюдателя к обнаружению сигнала (например, большой опыт), а другие – неблагоприятно (например, усталость). Соответственно, неблагоприятные факторы уменьшают способность к обнаружению, а благоприятные – увеличивают. Отсюда нет оснований говорить о существовании какой-то особой точки на оси ощущений, где они прерываются, исчезают. Сенсорный ряд непрерывен, и если бы мы могли создать идеальные условия наблюдения, то сенсорная система восприняла бы насколько угодно малый сигнал.
Психометрическая кривая может быть получена для различных органов чувств и всех видов ощущений, причем для каждого вида ощущений существуют свои пороги.
Со времени научной дискуссии, проходившей между Г. Т. Фехнером и И. Мюллером, прошло уже более ста лет, но проблема дискретности – непрерывности сенсорного ряда до сих пор находится в поле зрения психологов. Исходные психофизические идеи вдохновили многих исследователей и позволили им создать массу психофизических концепций, интересных как для теории, так и полезных в практическом плане.
Современные концепции порогов чувствительности характеризуются двумя особенностями. Первая из них состоит в том, что различение и обнаружение трактуется как процесс, неотъемлемой частью которого является неопределенность и случайность. Вторая – в том, что все глубже исследуются механизмы несенсорного порядка, в широком смысле – механизмы принятия решений, которые «приходят на помощь» сенсорной системе и позволяют различным способом решать сенсорные задачи.
Адаптация
Чувствительность анализатора нестабильна и изменяется в зависимости от различных условий. Например, находясь в помещении с какими-то запахами, мы через некоторое время перестаем замечать эти запахи, т. к. чувствительность анализатора постепенно понижается. Изменение чувствительности анализатора в результате его приспособления к силе и продолжительности действующего раздражителя называется адаптацией.
В зрительном анализаторе различают адаптации темновую и световую. Например, входя в плохо освещенное помещение, мы вначале не различаем предметы, но постепенно чувствительность анализатора повышается. Приведенный пример касается темновой адаптации. Если темноваяадаптация связана с повышением чувствительности, то световая адаптация связана с понижением световой чувствительности.
Разные анализаторы имеют различную скорость и диапазон адаптации. Более быстро адаптируют обонятельные и тактильные анализаторы.
Выделяют следующие основные виды адаптации:
o притупление чувствительности под действием сильного раздражителя;
o притупление чувствительности под действием монотонного раздражителя;
o обострение чувствительности под действием слабого раздражителя.
Источник
Значение константы Вебера для разных органов чувств
| Вид ощущений | Значение константы Вебера для соответствующего вида ощущений |
| Ощущение изменения высоты звука | 0,003 |
| Ощущение изменения яркости света | 0,017 |
| Ощущение изменения веса предметов | 0,020 |
| Ощущение изменения громкости звука | 0,100 |
| Ощущение изменения давления на поверхности кожи | 0,140 |
| Ощущение изменения вкуса соляного раствора | 0,200 |
Рис. 35. Логарифмическая кривая зависимости величины ощущения от силы раздражителя, иллюстрирующая закон Вебера — Фехнера
Внимательно исследуя зависимость, которая существует между изменениями силы воздействующих на органы чувств человека раздражителей и соответствующими изменениями субъективной величины ощущений, немецкий ученый Г. Фехнер вывел закон, согласно которому изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя (рис. 35). Согласно этому закону, для того чтобы сила ощущения, имеющего условную исходную величину 0, стала равной 1, необходимо, чтобы величина первоначально вызвавшего его раздражителя возросла в 10 раз. Далее, для того чтобы ощущение, имеющее величину 1, возросло в три раза, нужно, чтобы исходный раздражитель, составляющий 10 единиц, стал равным 1000 единицам, и т. д., т. е. каждое последующее увеличение силы ощущения на единицу требует усиления раздражителя в десять раз.
Впоследствии, когда благодаря изобретению электронного микроскопа удалось провести тонкие исследования электрической активности отдельных нейронов, оказалось, что генерация электрических импульсов в рецепторе под действием раздражителя также подчиняется закону Вебера—Фехнера. Это свидетельствует о том, что данный закон своим происхождением обязан в основном электрохимическим процессам, происходящим в рецепторах и преобразующим воздействующую энергию в нервные импульсы. В математической форме обсуждаемая закономерность выражается так:
S=K• lgI+C,
где: S — сила ощущения, I — величина действующего раздражителя, К. — коэффициент пропорциональности, С — константа, различная для ощущений разных модальностей. Эта формула получила название основного психофизического закона, который по сути дела представляет собой закон Вебера—Фехнера.
Спустя примерно полстолетия после открытия основного психофизического закона он вновь привлек к себе внимание и на основе новых экспериментальных данных породил дискуссию об истинном, точно выраженном математической формулой характере связи между силой ощущения и величиной раздражителя. Американский ученый С. Стивенс, тщательно изучив соответствующую зависимость, пришел к выводу о том, что основной психофизический закон выражается не логарифмической, а степенной кривой. Эта закономерность получила название закона Стивенса. Согласно закону Стивенса зависимость между силой ощущения и величиной действующего раздражителя представляется такой:
S = К• R n ,
где: К.—константа, определяемая избранной единицей измерения, п—показатель, зависящий от модальности ощущения и изменяющийся в пределах от 0,3 для ощущения громкости до 3,5 для ощущения, получаемого от удара электрическим током, S — сила ощущения, R — значение воздействующего раздражителя.
Спор о том, какой из законов — логарифмический или показательный — лучше всего выражает истинную связь раздражителя и ощущения, так и не завершился успехом той или другой из ведущих дискуссию сторон. Если пренебречь чисто психофизическими тонкостями этого спора, то оба закона по своему психологическому смыслу окажутся весьма близкими: тот и другой утверждают, во-первых, что ощущения меняются непропорционально силе физических стимулов, действующих на органы чувств, и, во-вторых, что сила ощущений растет гораздо медленнее, чем величина физических стимулов.
Органы чувств обладают свойством приспособления, или адаптации, к изменившимся условиям, причем эта адаптация происходит в довольно значительных пределах. Поэтому пороги ощущений не являются постоянными, они способны изменяться при переходе от одних условий восприятия к другим. Например, при переходе от света к темноте и обратно существенно меняется чувствительность глаза, в десятки раз. Это явление носит название зрительной адаптации, и на практике она занимает от нескольких до десятков минут. Для того чтобы человеческий глаз смог полностью адаптироваться к темноте после дневного света, т. е. для того чтобы от самой слабой его чувствительность приблизилась к абсолютному порогу, требуется примерно 40 мин. За это время зрение меняется по своему физиологическому механизму: от колбочкового зрения, характерного для дневного освещения, в течение 10 мин, глаз переходит к палочковому зрению, типичному для ночи. При этом исчезают ощущения цвета, им на смену приходят черно-белые тона, свойственные ахроматическому зрению.
При адаптации глаза, связанной с переходом от темноты к свету, все происходит в обратном порядке. Приспособленный к темноте глаз более чувствителен к электромагнитным волнам, находящимся ближе к зелено-голубой части спектра, чем к оранжево-красной. Этот факт иллюстрирует следующий опыт. Если при дневном свете показать человеку красное и синее изображения на черном фоне, то они будут видны одинаково хорошо. При рассматривании того же самого изображения в сумерках будет казаться, что красная его часть исчезла и осталась только синяя. По этой причине, например, в качестве опознавательных знаков, указывающих на контуры взлетной полосы, в аэрофлоте пользуются лампами синего цвета.
Красный цвет способен оказывать стимулирующее влияние в основном только на колбочки. Ношение очков с красными стеклами ускоряет темновую адаптацию, а в силу того, что на палочковое зрение красный цвет практически не действует, высокая чувствительность глаза, необходимая для работы в темноте, при красном свете сохраняется.
Одни из анализаторов обнаруживают высокую скорость адаптации, другие — низкую. Очень быстро, например, способны адаптироваться рецепторы, расположенные в коже (кроме болевых). Гораздо медленнее происходит зрительная адаптация, следом идут слух, обоняние и вкус.
Изменения чувствительности анализаторов могут происходить в результате не только адаптации, но и ряда других процессов, основными из которых являются уровень активности коры головного мозга, поддерживаемый или подавляемый ретикулярной формацией, одновременное воздействие на органы чувств других раздражителей, в том числе подпороговых. Установлено, что слабые посторонние раздражители обычно повышают, а сильные понижают чувствительность параллельно работающих анализаторов. Важную роль в изменении чувствительности играет упражняемость: при постоянно действующем анализаторе его чувствительность повышается, при длительно неработающем — понижается.
Иногда под действием одного раздражителя могут возникать ощущения, характерные для другого. Данное явление называется синестезией. Например, у ряда людей звуки музыки способны вызвать ощущение цвета (так называемый цветной слух). Напротив, сочетания красок у ряда людей порождают музыкальные ассоциации. Подобного рода явления нередко используются в современном искусстве.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Источник