閃光融合實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、西南大學(xué)心理學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名陳元術(shù)學(xué)號(hào)222012306022013專業(yè)應(yīng)用心理學(xué)年級(jí)2012 級(jí)課程實(shí)驗(yàn)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)間2013/5/30同組人姓名關(guān)瀚文劉廣川成績(jī)用最小變化法測(cè)閃光融合頻率陳元術(shù)(西南大學(xué)心理學(xué)部，重慶，400715)摘 要 實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定閃光臨界融合頻率(critical flicker frequency， CFF)，學(xué)習(xí)用最小變異法測(cè)量絕對(duì)閾限。實(shí)驗(yàn)以小組3人自行記錄和測(cè)驗(yàn)，其中一名學(xué)生為被試，通過呈現(xiàn)遞增遞減序列讓被試口頭報(bào)告“閃”或“不閃”。實(shí)驗(yàn)為被試內(nèi)設(shè)計(jì)，用ABBA順序進(jìn)行遞增、遞減各 8次實(shí)驗(yàn)，最后求岀平均值來確定CFF值。實(shí)驗(yàn)明顯可以看到用最小變化法可以很

2、方便地測(cè)量閃光融合頻率，同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)對(duì)CFF的測(cè)定意義重大，值得進(jìn)一步運(yùn)用到更廣泛的領(lǐng)域中去關(guān)鍵詞閃光融合絕對(duì)閾限最小變化法頻率誤差分析1引言我們知道，通常較低頻率的閃光會(huì)使我們產(chǎn)生忽明忽暗的感覺，這種光叫閃爍。當(dāng)閃光 的頻率不斷提高，達(dá)到一定頻率時(shí)，我們?nèi)庋鄹兄降拈W爍就會(huì)消失，最后變成一個(gè)穩(wěn)定的光，這種光叫融合。當(dāng)人們感覺到光不再閃爍時(shí)的最小頻率稱為閃光融合頻率(critical fusionfrequency，簡(jiǎn)稱CFF)，是物理刺激與生理心理機(jī)能相互作用的結(jié)果，受刺激的時(shí)空因素 以及機(jī)體狀態(tài)的制約，它表現(xiàn)了視覺系統(tǒng)分辨時(shí)間能力的極限，體現(xiàn)了人們辨別閃光能力的水平。一般達(dá)到 30-55

3、HZ時(shí)人眼便不再有閃爍感覺。事實(shí)上測(cè)定CFF即是測(cè)定視覺對(duì)光的感受性的絕對(duì)閾限。所謂絕對(duì)感覺閾限是指剛剛能感覺到的、引起某種感覺的最小刺激量， 一般用RL表示。1860年，費(fèi)西納(G.T.Fechner)在他編著的心理物理學(xué)綱要中系統(tǒng) 總結(jié)測(cè)量感覺閾限的方法，并創(chuàng)立了心理量和物理量關(guān)系的心理物理學(xué)，書中指出測(cè)量感覺閾限的方法有三種即用最小變化法、恒定刺激法和平均差誤法來測(cè)定絕對(duì)閾限， 本實(shí)驗(yàn)即采用最小變化法來測(cè)定視覺感受的絕對(duì)閾限，以此掌握如何采用最小變化法來測(cè)定感覺的絕對(duì)閾限。最小變化法又叫極限法（limit method ）、最小可覺差法（method o f least differen

4、ee ）、序列探索法（method of serial exploration ）:是測(cè)量閾限的直接方法，能形象的表明閾限這一概念。它將刺激按遞增或遞減系列的方式，以間隔相等的小步變化，尋求從一種反應(yīng)到另一種反應(yīng)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)或閾限的位置，在每次呈現(xiàn)刺激后都讓被試報(bào)告是否有感覺。其特點(diǎn)是按物理量的強(qiáng)弱把刺激分成序列，各相鄰刺激的強(qiáng)度差別很小而且相等，刺激呈現(xiàn)方式有兩種不同的操作方式，從強(qiáng)到弱的順序叫漸減法（用J表示）和從弱到強(qiáng)的漸增法 （用f表示）（陳舒永，1989）。而為系統(tǒng)地探求被試由一類反應(yīng)到另一類反應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，刺激增減則 應(yīng)盡可能小以便于準(zhǔn)確找到某類刺激的絕對(duì)閾限。值得注意的是各領(lǐng)域?qū)τ?/p>

5、臨界閃光融合頻率的研究已相當(dāng)?shù)亩?，發(fā)現(xiàn)對(duì)其的測(cè)定還可以了解人體的疲勞程度，而在視覺功能、腦功能和疲勞狀態(tài)等生理心理學(xué)指標(biāo)里的研究被應(yīng)用 甚廣；在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，根據(jù) CFF值變化趨勢(shì)，擊劍運(yùn)動(dòng)員賽前準(zhǔn)備活動(dòng)最好在上場(chǎng)前10 15分鐘結(jié)束；還有研究發(fā)現(xiàn)閃光臨界融合頻率的訓(xùn)練有助于一定程度上提高視敏度。因而對(duì)于CFF的測(cè)定則顯得很有意義，從中我們還可以更好地掌握運(yùn)用最小變化法進(jìn)行絕對(duì)閾限的測(cè) 量。2方法2.1被試本實(shí)驗(yàn)被試為西南大學(xué)心理學(xué)部學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的2012級(jí)學(xué)生一名，男，沒有眼部疾病2.2器材JGW-E型心理試驗(yàn)臺(tái)一光點(diǎn)閃爍儀單元記錄用紙一張2.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)單因素被試內(nèi)設(shè)計(jì)，變量是刺激序列

6、，因變量為被試以口頭方式報(bào)告“閃”或“不閃”，控制變量將顏色、亮度、占空比、背景亮度等統(tǒng)一規(guī)定，同時(shí)注意考慮被試期望效應(yīng)、習(xí)慣誤差等。2.4實(shí)驗(yàn)程序首先將儀器進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)定：顏色設(shè)為紅，亮度調(diào)為100%占空比設(shè)為1:1，背景亮度調(diào)為6.25%，起始位置設(shè)為（10-80HZ）。然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)范圍初步估計(jì)，讓被試注視閃光燈， 自己操作遙控器進(jìn)行調(diào)整找到自己認(rèn)為達(dá)到“閃”與“不閃”之間的臨界點(diǎn)的數(shù)值，主試記 錄下被試此時(shí)認(rèn)為不閃的最低頻率，據(jù)此為中點(diǎn)選擇上下各 7個(gè)點(diǎn)（以1Hz為單位），總共15個(gè)刺激值，然后制作好表格以便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并告知被試記住自己剛剛認(rèn)為不閃的標(biāo)準(zhǔn)， 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行報(bào)告“閃”或

7、“不閃”時(shí)都要以此為依據(jù)。被試報(bào)告“閃”記錄進(jìn)行漸增系列實(shí)驗(yàn)時(shí)，主試從低于中點(diǎn)的某一頻率開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn),員就在記錄表相應(yīng)的地方記“ +”，順次增加刺激頻率（每次增加1Hz）, 一記錄結(jié)果，當(dāng)被試報(bào)告“不閃”時(shí)，在表內(nèi)相應(yīng)處記“一”，刺激的漸增系列做到第一次出現(xiàn)“一”為止；當(dāng)做漸減系列實(shí)驗(yàn)時(shí)則從高于中點(diǎn)的某一頻率開始呈現(xiàn)，被試報(bào)告“不閃”就在記錄表格相應(yīng)地方“一”，順次漸減刺激頻率并每次記錄結(jié)果，當(dāng)被試報(bào)告“閃”時(shí)， 在表內(nèi)相應(yīng)處記“ +”，刺激的漸減系列做到第一次出現(xiàn)“+”為止。按照ABBA順序依次完成漸增、漸減系列各 8次測(cè)試。而不論是漸增或漸減，每次呈現(xiàn)的起點(diǎn)頻率不要相同， 以免被試形成定勢(shì)

8、，每測(cè)定兩個(gè)系列休息兩分鐘。 由于每次序列實(shí)驗(yàn) 都要主試對(duì)顏色等一系列的因素進(jìn)行設(shè)定并調(diào)整刺激起始頻率，因而在每次序列結(jié)束后和開始前則讓被試閉眼不看閃光燈，適當(dāng)休息調(diào)整視覺感受。在16次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后主試要讓被試談?wù)勛约簩?shí)驗(yàn)過程中的體會(huì)并做好記錄，著重了解被試過程中判斷標(biāo)準(zhǔn)是否變化。3結(jié)果被試自己實(shí)驗(yàn)前所確定的“閃”和“不閃”的臨界值為29H Z,以其為中點(diǎn)上、下各取 7個(gè)點(diǎn)（1HZ為單位），進(jìn)行遞增遞減序列各 8次，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果按照最小變異法的要求進(jìn)行計(jì) 算，求出每一序列的閾限然后求出總的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，其結(jié)果如下表所示：表1臨界閃光融合頻率各序列均值總體均值遞增27.527.527.527.52

9、7.527.526.527.527.375 ± 0.35427.433 ± 0.458遞減28.526.527.527.527.527.527.527.527.5 ± 0.535從表中可知本次實(shí)驗(yàn)，利用最小變異法測(cè)得的CFF為27.433HZ，而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差較小，閾限數(shù)值變化不大；同時(shí)為了檢驗(yàn)是否有誤差的影響，則將遞增、遞減序列分別求出各自這一序列的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)差，從中我們可以看出遞增、遞減序列各自所得的閾限值差別不大, 而且各個(gè)序列都比較穩(wěn)定，數(shù)值變化不大。同時(shí)為了檢驗(yàn)是否有習(xí)慣和疲勞效應(yīng)的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)前后一半的閾限值分別求平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果如表 2所示

10、：表2閃光融合頻率前后8次閾值比較均值前八次28.527.527.526.527.527.527.527.527.5 ± 0.535后八次27.527.527.527.527.526.527.527.527.375 ± 0.354我們可以看到前后一半實(shí)驗(yàn)的閾值相差不大，且比較穩(wěn)定。4討論本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)驗(yàn)臨界閃光融合頻率來掌握如何運(yùn)用最小變化法測(cè)量絕對(duì)閾限，此次實(shí)驗(yàn)我們小組測(cè)得的 CFF為27.438HZ，至于為何與被試之前所確定的臨界中點(diǎn)值有差異，可能 是實(shí)驗(yàn)剛開始時(shí)被試的暗適應(yīng)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的不熟悉和緊張情緒等的影響所致。同時(shí)值得注意的是用最小變化法測(cè)絕對(duì)閾限除了受直接對(duì)感

11、覺產(chǎn)生干擾的因素影響外（視覺適應(yīng)、聽覺等干擾），最主要的是受以下兩類誤差影響：一類是期望效應(yīng)和習(xí)慣誤差，另一類則是實(shí) 驗(yàn)常見的隨實(shí)驗(yàn)次數(shù)增多而產(chǎn)生的疲勞效應(yīng)和練習(xí)效應(yīng)，因而本實(shí)驗(yàn)需要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)以保證測(cè)得結(jié)果的正確性。所謂習(xí)慣誤差通常表現(xiàn)為被試由于習(xí)慣于前面多次刺激所引起的反應(yīng)從而產(chǎn)生繼續(xù)給 出同一種判斷的傾向，即在遞減序列中繼續(xù)報(bào)告“有”而在遞增序列中繼續(xù)報(bào)告“無”，這 樣則會(huì)使遞減序列測(cè)得閾值偏低而遞增序列測(cè)的閾值偏高；而被試的期望效應(yīng)則相反，在長(zhǎng)的序列中給予相反判斷的傾向，期望轉(zhuǎn)折點(diǎn)盡快到來，則使得遞增法閾值偏低，遞減法閾值偏高。而對(duì)于練習(xí)效應(yīng)則是由于實(shí)驗(yàn)多次重復(fù)，被試逐漸熟悉實(shí)驗(yàn)情景使

12、得反應(yīng)準(zhǔn)確性等提高，但同時(shí)由于被試多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)也可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生疲倦、厭煩情緒導(dǎo)致反應(yīng)速度和準(zhǔn)確性逐步降低即是疲勞效應(yīng)，因而隨著時(shí)間的進(jìn)展練習(xí)可能使得閾值減低和疲勞則使得閾值升 高。本實(shí)驗(yàn)為了盡量避免這些誤差的影響，采用ABBA順序交替進(jìn)行遞增和遞減序列實(shí)驗(yàn)，而且每次的起始刺激值確保不一樣以避免被試產(chǎn)生定勢(shì)。通過對(duì)本小組測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無論遞增還是遞減序列測(cè)得的平均閾限值沒有顯著的變化，比較穩(wěn)定，同時(shí)前一半的閾限平均值和后一半閾限平均值差異也不大（表2所示）從中可以大概認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有明顯的期望效應(yīng)等誤差，比較可信。不過值得注意的是盡管在討論誤差時(shí)沒有明顯的差異但也不能認(rèn)為測(cè)得閾限

13、絕對(duì)準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)總會(huì)受到控制因素的影響。對(duì)于最小變異法的運(yùn)用是很多的，除了測(cè)絕對(duì)閾限也還可以測(cè)相對(duì)閾限。同時(shí)現(xiàn)今出現(xiàn)了很多關(guān)于應(yīng)用對(duì)閃光融合頻率的測(cè)定閾值來作為指標(biāo)的研究。有很多研究者認(rèn)為CFF測(cè)量值可以作為判斷大腦功能興奮水平和頻率狀態(tài)的一個(gè)指標(biāo)，如在正常情況下感到的是閃光但發(fā)生疲勞后則感到是連續(xù)光點(diǎn)，這樣可以認(rèn)定是視覺系統(tǒng)興奮水平下降也即是大腦功能水平降低（孫飊，王瑞元&徐玉明，2005）。其實(shí)早在1941年西蒙生（E.Simonson） 就首次利用閃光融合頻率研究了化驗(yàn)工作者的疲勞問題，而在此后1952年與1959年的研究先后表明CFF的反應(yīng)機(jī)制源于中樞神經(jīng)系統(tǒng)并用大量證據(jù)證明了閃

14、光融合頻率對(duì)大腦興奮狀態(tài)是一種客觀試驗(yàn)指標(biāo)(王書茂，1965)。雖然目前還沒有一 CFF種完美的方法作為判定中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞的客觀標(biāo)準(zhǔn)，但是通過測(cè)定閃頻值(CFF)，對(duì)于工作期間精神一直處于高度緊張狀態(tài)的工種、 視力高度緊張的工種以及枯燥無味單調(diào)重復(fù)的工種，其工作前后的閃頻值有不同程度的變化，一般可達(dá)0.5 6HZ因而可以此來判斷一個(gè)人的疲勞程度。據(jù)此，目前有很多研究就將閃光融合頻率測(cè)試法應(yīng)用到公交駕駛員駕駛不同圈數(shù)時(shí)的大腦覺醒程 度測(cè)定、競(jìng)走裁判員觀察狀態(tài)測(cè)試領(lǐng)域中，還包括對(duì)國(guó)際航班機(jī)組人員、考試前后的學(xué)生、 擊劍運(yùn)動(dòng)員等的測(cè)試，還有研究通過對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)員、游泳運(yùn)動(dòng)員CFF的測(cè)定發(fā)現(xiàn)循時(shí)點(diǎn)穴和

15、 健腦按摩可以調(diào)節(jié)其大腦皮質(zhì)和機(jī)體的機(jī)能。同時(shí)目前還研制出了數(shù)碼管式客觀閃光融合頻率測(cè)試儀并進(jìn)行了應(yīng)用性初步實(shí)驗(yàn)，這將使CFF成為一種可靠的應(yīng)用性評(píng)價(jià)指標(biāo)更有助于測(cè)定和評(píng)估個(gè)體大腦機(jī)能。 顯然今后CFF的運(yùn)用實(shí)際作用將更大， 對(duì)其研究的范圍也將更加拓 展。5結(jié)論運(yùn)用最小變化法測(cè)定絕對(duì)閾限是一種很直接有效的方法，但同時(shí)一定要盡量控制誤差對(duì)閾值的影響；對(duì)于 CFF的測(cè)定實(shí)際意義重大，應(yīng)用范圍廣闊。參考文獻(xiàn)陳舒永(1989).心理實(shí)驗(yàn)綱要北京市：北京大學(xué)出版社17 18葛盛秋，姚永祥，金蘭軍，(1999).國(guó)際航班任務(wù)中機(jī)組人員臨界閃光融合頻率測(cè)試結(jié)果分析中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志(2)120郭秀艷(2010)心理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)北京市：高等教育出版社209 210郭建中，桑峣，姜亢，李杰(2011).閃光融合頻率測(cè)試法在北京公交駕駛員中的應(yīng)用，安全,(10)9-12李壽欣，李傳銀.(2009).基礎(chǔ)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)濟(jì)南市：山東人民出版社84 86； 104105李曉京，胡文東，耿艷.(2010).數(shù)碼管式客觀閃光融合頻率測(cè)試儀研制與應(yīng)用性初步實(shí)驗(yàn)分析,醫(yī)療衛(wèi)生裝備，(6)1 4秦學(xué)林,(2006).視覺閃光融合頻率在擊劍運(yùn)動(dòng)員機(jī)能評(píng)定中的應(yīng)用研究，體育與科學(xué)，(5)78 79邵義強(qiáng)，梁飛.(2004).循時(shí)點(diǎn)穴和健腦按摩對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)員閃光融合頻率及速度素質(zhì)的影響北京體