最小变化法测定闪光融合频率

司世彩

（教育学院08级应用心理班）

摘 要 本实验旨在通过学习使用光点闪烁仪来测定大学生的闪光融合临界频率，即CFF。主试运用了最小变化法（又称极限法）的心理物理法来确定大学生的CFF值，研究比较得出此次实验结果的个体差异比较明显。

关键词 最小变化法 绝对阈限 闪光融合

一、引言

知觉是当前的客观事物的各个部分和属性在人脑中的综合的反映。因此，知觉的事物是复合刺激物，知觉一般是由多种分析器的联合活动产生的。空间和时间是物质存在的基本形式，一切反映客观事物的知觉都是在空间和时间参照之内发生和进行的。视知觉给其提供了复杂的知觉模式。视知觉主要是空间知觉，它给我们提供了深度、距离、大小、形状、方向等丰富多彩的型式。而早在18世纪，就有人发现了视觉图像。之后最早测定闪光融合临界频率（CFF）的方法是通过用制成扇形的圆盘在光源前旋转来测定的，称之为转盘闪烁方法。但是由于光源来自外部，光源即使照射到黑的部分也会有光反射出来，因此，亮度控制较差，转速的频率测量有时也不太准确。随着电子技术的发展CFF的测定有了更完善的仪器。因此在以往的研究的基础上，人们利用闪光融合频率仪对CFF进行测定，并对结果进行分析，对此在理论上加以阐述。

最小变换法（又称极限法）是费希纳提出测量感受性的三种方法之一。最小变化法一般呈现刺激的方法有两种，一种是按照刺激强度由强到弱的顺序呈现，叫渐减法（↓）；一种是按照刺激强度由弱到强的顺序呈现，叫渐增法（↑）。

采用最小变化法来测定闪光融合临界频率。我们知道，通常较低频率的闪光融合会使我们产生忽明忽暗的感觉，这种光叫闪烁。当闪光的频率不断升高，达到一定频率时，肉眼感知到的闪光就会消失，最后变成一个稳定的光，这种光叫融合。当人们感觉到光不再闪烁时的最小频率称为闪光融合频率（简称CFF）。CFF受闪烁的色光和背景光等因素的影响。年龄因素、练习次数、注意力集中程度、情绪、态度以及疲劳等因素也影响CFF的结果。曾经有学者采用不同性别与不同颜色色光，对CFF的影响进行了相关研究,被试为大学生。结果发现在条件相同的条件下，不同性别大学生CFF的实验结果不存在显著性差异，但不同色光对CFF存在显著性差异。

但是用最小变化法测定闪光融合临界频率时有可能产生习惯误差或期望误差。所谓习惯误差或期望误差是指运用渐增法或渐减法进行试验室，被试在刺激变化时产生习惯性的反应或期望，可能会导致频率值偏高或偏低的现象。为了排除这两种误差常用ABBA、BAAB法的顺序呈现刺激。此外试验中采用渐增刺激系列和渐渐刺激系列的次数应当相等。

二、实验目的

1、通过测定不同色光的闪光融合频率，学习如何使用最小变化法测定绝对感觉阈限。

2、考察不同颜色色光的闪光融合频率是否存在显著差异（渐增系列、渐渐系列）和个体

差异。

三、实验方法

（一）实验设计

本实验采用被室内设计，每个被试须接受自变量的所有情况的处理。

自变量：闪光融合频率仪所发放的不同频率的闪光刺激

因变量：被试的口头报告

控制变量：期望和习惯、练习和疲劳。为了控制这两类误差，一方面要在实验前训练被试，让被试确实掌握判断标准，并争取被试合作，以标准来进行判断“闪”与“不闪”的感觉。另一方面在整个实验中对渐增和渐减系列作合理的安排，采用ABBA法来安排实验序列即↑↓↓↑或↓↑↑↓。以四轮作一轮回来安排。

（二）被试：四名女大学生，身体健康

（三）仪器，材料

JGW-B型实验台光点闪烁仪单元，记录用纸。

（四）实验过程

1.准备工作：

接通电源，打开光点闪烁仪开关；背景亮度选1∕16，颜色选红，亮度选1，占空比选1：1，让被试熟悉用控制旋钮调节光点频率并熟悉“闪”与“不闪”现象。

2.正式实验：

（1）渐增系列实验：主试将亮点调至明显闪烁，然后宣读指导语：“你现在看到的是一个闪烁的亮点，请调节旋钮直到刚刚看不到亮点闪烁为止；在闪与不闪附近可以反复调整，直至你确定不再闪烁为止，然后向主试报告”。主试记录此次频率值。

（2）渐减系列实验：主试将亮点调至明显不闪烁，然后宣读指导语：“你现在看到的是一个不闪烁的亮点，请调节旋钮直到刚刚看到亮点闪烁为止；在闪与不闪附近可以反复调整，直至你确定闪烁为止，然后向主试报告”。主试记录此次频率值。

（3）A：单眼实验

每个被试先进行右眼实验，然后进行左眼实验。每只眼睛渐增系列、渐减系列各做16次，两个系列按ABBABAAB顺序进行。

B：双眼实验

每个被试均进行9中不同条件下的实验，每个被试条件下的实验分别为渐增系列和渐渐系列，每种系列各做4次，按ABBA顺序进行。

（4）刺激系列起始点每次均由主试按实验顺序，随即调试到有明显变化后被试方可操作。

（5）更换被试重复上面的实验。

（五）统计方法

利用SPSS统计方法

四、实验结果

表1 单眼实验CFF平均值表

A B C D 总体

左眼 ↑ 21.475 20.35 24.95 24.775 22.8875 ↓ 18.4 17.75 25.225 24.75 21.531

右眼 ↑ 22.05 19.925 26.825 27.425 24.056

↓ 19.1 15.175 25.8 26.825 21.725

表2 双眼实验不同颜色色光条件下闪光融合临界频率表

亮度 1 1/4 1/8

颜色 红 绿 黄 红 绿 黄 红 绿 黄 平均值 24.94 24.55 21.68 28.34 28.66 26.66 31.45 26.50 26.44 标准差 5.52 2.98 3.84 5.51 3.89 3.05 4.79 3.02 4.52 总计 5.67 3.63 4.39

表3 闪光融合频率方差分析表

df Mean Square F P

颜色 2 152.91 8.235 0.001

亮度 2 71.99 3.88 0.025

（注：本次实验的占空比为1：3，背景亮度为1/16）

五、分析与讨论

1、表1表明，实验所得的闪光融合频率值个体差异显著，尤其是渐减系列，左眼渐减系列最高值是26.825,最低值是15.175,个体差异比较明显,不过还是两个极端的不多,处于中间的比较多. 从全组的数据来看,CFF大多数趋于18-28之间,比较极端的不多。整体看来右眼差异较左眼显著，并且各个被试本身左右眼也有较为显著的差异，这有可能是被试自身的差异所导致，如眼睛近视等。此次实验虽然采用了多层次ABBA法来消除实验误差，但仍有一定的误差存在。从实验统计结果可以看出，存在习惯误差和期望误差。因为用最小变化法测定绝对阈限时，刺激系列反复呈现，被试很快就会了解刺激系列的范围，而且知道刺激系列将以一定顺序递增或递减，这样就会对实验结果产生影响。

2、从表2可以看出，在背景亮度和占空比一定的情况下，不同颜色的色光对CFF有影响，且差异显著。由表3可知，颜色因素，P=0.001＜0.01，所以颜色对闪光融合临界频率的影响是非常显著的。亮度因素，P=0.025＜0.05，所以亮度对闪光融合临界频率也有着显著的影响。

3、由于CFF与稳定光的亮度、背景光、闪烁面积、颜色及被试的年龄、情绪、注意力、疲劳等都有着密切的相关的联系。本次试验将占空比控制为1：3，同时被试是否近视特别是散光也对实验有一定的影响,因为近视和散光会在看刺激点是看得比较模糊,在有一些的判断中有一定的误差。此次实验我们利用了极限法来测定了闪光融合临界频率(CFF),在实验的结果中七个被试的个体差异还是比较明显,但是集中程度还是明显。

4、 另外在被试的选取上可能有一定的原因。因为被试都为本班的几位同学，都是心理专业。由于明确知道实验的步骤，及实验程序和实验的目的等方面的因素，因而会对本次实验的测试造成一定程度的影响。

六、结论

1、不同颜色色光在CFF测量中存在显著差异，且个体差异存在。

2、在CFF测量中渐增系列和渐减系列存在着差异。

3、由于各方面的原因，CFF的测定有一定的偏差。在被试的选取、动机、疲劳、期望等主客

观因素方面，并且实验研究限定了光强、背景光等一些关系密切的因素，没能做好对比实验，所以在今后实验研究中应该加强这方面的研究。

七、参考文献

【1】杨志良.实验心理学.杭州市：浙江教育出版社（简体字版），1997：P294-297.

【2】张学民，舒华，实验心理学纲要[M],北京：北京师范大学出版社，2004

【3】周爱保，实验心理学纲要[M],兰州：甘肃人民出版社，2000

【4】郭秀艳，实验心理学

第二篇：闪光融合临界频率测定

闪光融合临界频率测定

摘要：

本实验采用极限法测量了闪光融合临界频率。让被试看到一个闪或不闪的红点，再让被试调节旋钮直到红点刚刚改变这个闪或不闪的状态为止，左眼右眼各做16次，共计32次，测量时，递增递减序列随机交替进行。最后通过显著性检验分析了使用极限法存在的四种常误，达到了实验目的。

关键字：

感觉，闪光融合，绝对阈限，极限法

1 前言

心理物理法是与费希纳的名字联系在一起的。实验心理学的主要先驱之一费希纳在1860年发表了《心理物理学纲要》，他在这部著作中探讨了心理量和物理量之间的函数关系。这部书的发表标志着心理物理学的诞生。在其公布后不久，费希纳的朋友沃尔克曼就发表了其关于心理物理学的论文。德尔柏夫则开始了对视觉的实验，对心理学的发展颇有贡献。威洛特在1868年对光成分的时间感觉进行研究。艾宾浩斯着手对较高级的心理过程“记忆”进行了测量。比内继而将心理物理法应用于智力测量。在经历了许多年的努力之后，心理物理学已经解决了它的核心问题：测量心理量和物理量之间的函数关系以及制定达到正确测量的实验方法。

感觉是物理刺激作用于感官的结果，有一定的刺激作用于感官就会引起一定的反映。由于不同的刺激在不同的时间，作用于不同的个体都会产生不同的的感觉。因此物理刺激这个概念是不能确切的表示个体的心理感受的。这就需要引入阈限这个概念。

心理物理法主要用于对阈限的测量。阈限可以分为绝对阈限和相对（差别）阈限。绝对阈限是指刚刚能引起感觉的最小刺激。在统计学上把绝对阈限定义为有50%的实验次数能引起感觉的，50%的实验次数不能引起感觉的那个最小刺激。同理把差别阈限定义为有50%的实验次数能引起感觉的，50%的实验次数不能引起差别感觉的那个刺激强度之差。

测量感觉阈限的基本方法有：

（1）极限法。又称最小变化法、序列探索法、最小可觉差法等，其特点是将刺激按递增或递减系列的方式，以间隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。极限法既可用于测定绝对阈限，也可用于测定差别域限。

（2）平均差误法。又称调整法、再造法、均等法等。其特点是呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。

（3）恒定刺激法。又称固定刺激法、正误法、次数法等。其特点是根据出现次数来定阈限，即以次数的整个分布求阈限。

2实验方法

2.1实验仪器和实验材料

JGW—B型实验台点光闪烁仪单元，记录用纸

2.2被试 本组同学

2.3 实验过程

㈠渐增长率系列实验主试将亮点调到明显闪烁，然后宣读指导语：“你现在看到的是一

个闪烁的亮点，请调节旋扭直到刚刚看不到亮点闪烁为止；在闪与不闪附近可以反复调整，

直到你确定不再闪烁为止，然后向主试报告”。主试记录此次频率值。

㈡渐减系列实验主试将亮点调到明显不闪烁，然后宣读指导语：“你现在看到的是一个

不闪烁的亮点，请调节旋扭直到刚刚看到亮点闪烁为止；在闪与不闪附近可以反复调整，直

到你确定闪烁为止，然后向主试报告”。主试记录此次频率值。

㈢每个被试先进行右眼实验，然后进行左眼实验。每只眼睛渐增长率系列、渐减系列

各做16次，两个系列按ABBABAAB顺序进行。

㈣注意相信顺序的相同系列的起始点应有明显变化。

㈤交换被试重复上面的实验。

3实验结果

3.1表一：原始数据

实验顺序

左

临界频率 21.1 19.6 20.3 18.9 23.0 20.2 19.2 18.4 18.7 19.8 21.3 21.3 21.7 19.8 21.4 22.4 ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ 实验顺序

右

临界频率

↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ 19.4 20.2 23 20.6 22.4 19.8 21.3 22.9 22 23.2 24.4 20.5 22.1 20.2 18.7 21.2

3.2表二：数据处理

序列比较项目

绝对阈限

方差

4讨论

4.1极限法的特点是将刺激按递增或递减系列的方式，以间隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。极限法既可用于测定绝对阈限，也可用于测定差别域限。

4.2极限法的使用容易差生一些误差。极限法测定绝对阈限产生的误差主要有四种：习惯误差和期望误差、练习误差和疲劳误差。

4.2.1被试习惯于前几次刺激所引起的感觉叫做习惯误差；被试在长的序列中给予相反判断的倾向，期望转折点的尽快到来，这种现象叫做期望误差。如果在上升序列中求得的阈值大于在下降序列中求得的阈值，即表示有习惯误差；反之则表示有期望误差。

4.2.2由于实验次数重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的现象叫做练习误差；于此相反，由于实验次数重复而减慢反应速度和降低准确性的现象叫做疲劳误差。若实验前一半的阈限比后一半中测定的阈限大，并差别显著时，就说明存在练习误差；反之则说明存在疲劳误差。

5结论

5.1通过表二我们看到左眼闪光融合临界频率递增学列的平均值＜递减序列的平均值，说明存在期望误差，而通过t检验我们又看到其差异是不显著的，所以被试左眼期望误差不显著；

5.2通过表二我们看到右眼闪光融合临界频率递增序列的平均值＜递减序列的平均值，说明也存在期望误差，而通过t检验我们又看到其差异是显著的，所以被试右眼期望误差不显著；

引起这种结果的原因其实是由于实验难度较高，眼睛容易疲劳，而实验先测的是左眼，属于实验的前半段，所以期望差异不显著，但到右眼时，测量的重复已经让被试产生了疲劳感，会使被试结束实验的期望加大，所以期望误差就大了。 左眼递增序列 左眼递减序列 右眼递增序列 20.075 1.0609 20.8125 2.1025 20.3125 0.9604 右眼递减序列 左眼平均值 右眼平均值 22.425 1.44 20.44375 21.36875 1.71996094 2.31964844

至于解决方法，笔者认为可以适当增加实验中间的休息时间。

5.3通过表二，我们看到被试左眼的平均值＜右眼的平均值，由于实验是先测左眼再测右眼，也就是说实验的前半段的阈限平均值＜后半段的阈限平均值，说明存在平均误差，但通过显著性t检验，我们看到差异是不显著的。

6参考文献

6.1杨博民主编，《心理实验纲要》，北京大学出版社，1989，23—26

6.2《普通心理学实验指导书》，天津师大教育系

6.3 杨治良主编，《实验心理学》，浙江教育出版社，P167-187。