考研普通心理学复习笔记(上)(4)

本站小编 福瑞考研网/2017-02-11


频率理论很难解释人耳对声音频率的分析。人耳基底膜不能作每秒1000次以上底运动,然而人耳却能接受超过1000Hz以上的声音。
4.2共鸣理论,也叫位置理论。
是赫尔姆霍茨提出。因为基底膜的横纤维长短不同,因而能够对不同频率的声音产生共鸣。声音刺激的频率高,短纤维发生共鸣,做出反应;声音刺激的频率低,长纤维发生共鸣,做出反应。基底膜的振动引起听觉细胞的兴奋,因而产生了高低不同的音调。
共鸣理论强调了基底膜不同部位神经纤维长度对辨别音调的作用。短纤维振动,听起来是高音;长纤维振动,听起来是低音。共鸣理论主要根据基底膜纤维长短的不同,对不同频率的声音发生共鸣。但人们以后发现,这种根据并不充分。
首先,基底膜的纤维是相互交织在一起的。其次,听觉的频率范围是16—20000Hz,高低频率之比是1000:1,基底膜长短纤维之比是10:1,因此基底膜的长短纤维不可能辨别出那么多音高的变化。
4.3行波理论
生理学家冯•贝克西发展了共鸣理论发展了共鸣说的合理成分,提出了行波理论。
贝克西认为,声波传到人耳,将引起整个基底膜的振动,振动从耳蜗底部开始,逐渐向蜗顶推进,振动的幅度也随着逐渐增高。振动运行到基底膜的某一部位,振幅达到最大值,然后停止前进而消失。随着外来声音频率的不同,基底膜最大振幅所在的部位也不同。声音频率低,最大振幅接近蜗顶;频率高,最大频率接近蜗低(即镫骨处)。这样,人耳就实现了对不同频率的分析。
行波理论正确描述了500Hz以上声音引起的基底膜运动,但是难以解释500Hz以下的声音对基底膜的影响。有人认为,声音频率低于500Hz,频率理论是对的;声音频率高于500Hz,位置理论是正确的。
 4.4神经齐射理论
韦弗尔认为,当声音频率低于400赫兹时,听神经个别纤维的发放频率是和声音的频率对应的。当声音频率提高,个别神经纤维无法单独对它作出反应。这种情况下,神经纤维将按齐射原则发生作用。个别纤维具有较低的反应频率,它们联合“齐射”就可以反映频率较高的声音。韦弗尔指出,用齐射原则可以对5000Hz以下的声音进行频率分析。对于5000Hz以上的频率,神经齐射理论无法解释,位置理论(共鸣理论)是对频率进行编码的唯一基础。
(二)听觉实验
1.听觉现象的测定
声音的心理特性;声音的掩蔽;听觉疲劳与适应。
1.1声音的心理特性
听觉是个体对声波物理特征的反应。听觉的适宜刺激是声波,即频率为16~20000赫兹的机械波。声波的物理特性包括频率、振幅、波形。声波的物理特性决定了听觉的基本特性:音响、音调和音色。
a声波振幅和响度
振幅是指声波振动的幅度,声源的振幅确定于外界施加的力,其测量方法是对声波的压力的测量,它可用声压、声压级、声强、声强级、声功率级来衡量。声波造成的压力变化用分贝dB量来测量。等响度曲线是用来表示声强和响度之间关系的曲线。
响度是声波振幅的一种主观属性,振幅越大则响度越大,响度是与声波振幅这个物理量相对应的心理量。
测量声音响度的的国际标准单位是sone,1sone为40dB时所听到的1000赫的音调的响度。也可以采用多分法和单双耳平衡法制作响度量表。
人耳所感受到的响度大小,首先依声音的强度为转移,与声音强度的对数成正比;其次,不同频率的声音,若在我们主观感觉上听起来一样响,它们所要求的强度是不一样的。
b声波频率和音高
频率是物理量,指声波每秒钟振动的次数,单位赫兹。
音高是心理量,指人对声波频率产生的主观感觉,单位为mel,确定1000mel的音高是频率为1000Hz、声强为40db的声音刺激所产生的主观感觉。
音高主要受声音的频率、声音的声压级、声音的持续作用时间、年龄发展因素以及个体差异等因素的影响。
可采用二分法或多分法在可听范围内把音高从低到高分成等级制作音高量表。根据个体对不同频率声音的主观感受的测量,可以绘制出听觉的登高曲线。等高曲线是反映声音频率和强度关系的曲线。
c声波混合和音色
声波混合是指不同频率和振幅的纯音相混合,按组成它的各纯音频率之间的不同关系可分为乐音和噪音,表现出不同的音色。
乐音具有周期性的振动,给人以舒适的感觉。噪音具有非周期性的特征,噪音不仅使人感到厌烦,而且还会引起听觉功能的障碍。
d听觉量表
A音高量表
横坐标表示频率,纵坐标表示相应的音高,显示了音高随频率而改变的函数关系。
制定方法:二分法和多分法
指定:40分贝的1000赫兹纯音的音高为1000mel
二分法是让被试者将一可变纯音的音高调到标准音高的一半,求得相应的频率。
按照二分法计算,被判断是参照音高减半的乐音为500mels时,与其相应的频率约558赫,被判断是参照音高加倍的乐音为2000mels时与其相应的频率约2100赫,以此推测,便可求得整个可听范围的音高量表。
多分法(这里以四分法为例)是给被试者一个高频声S1和一个低频声S5,让他在两者之间调出三个音,使各个相邻两音的音高距离相等,即S1-S2=S2-S3=S3-S4=S4-S5,而求得各点相应的频率值。以上两种方法所制成的量表基本相同。
B响度量表
横坐标表示声强,纵坐标表示相应的响度,显示了响度随声强而改变的函数关系。
制定方法:二分法、多分法。
指定:40分贝的1000赫兹纯音的响度为1sone。
二分法
让被试调节一个可变音,直至其响度等于两个连续音响度的中间值。例如,如果相邻两响度值代号为2和4,则调节后的变量值代号应为3。
多分法
这个方法在建立音高量表时已经用过。被试按要求来调一个可变音的物理强度,直至它听起来与标准音响度的几分之一相当。这样的过程持续进行,使连续的响度值分为许多段,直至主试获得足够的数据来建立主观响度量表为止。
C等响曲线
等响曲线是把响度水平相同的各种频率的纯音的声压级连成的曲线。
如前所述,频率不同的声音响度,不能单纯地用声强级大小来衡量声音的响度。
例如对两个频率为1000赫和100赫的声音,声压级虽然都是40分贝,但响度感觉却大不相同,1000赫声音要比100赫的声音响得多。要使两者响度一样,就要把100赫声音的声强级增加11个分贝。因此需要确定一种响度级来量度各频率声音响度的大小。
对于响度级的研究可采用间接对比的方法进行。先选定一定强度的1000赫纯音作为标准刺激,用频率的声音为比较刺激,由听者调节比较纯音的强度,直至和标准纯音响度感觉相等,于是得出如下图所示的一组曲线,图中每条曲线上各种频率的声音的响度感觉是相等的,所以称为等响曲线,这个等响曲线具体表明了响度级的特征。
D等高线
等高线表示音高、音频和音强之间的关系。
等高线也可以通过调整法来取得,传统实验采用可连续变换强度的、150-12000赫兹之间的11个频率的声音,使两个频率交替呈现,让被试调节其中一个声音的强度,使两音的音高相等。
e听觉绝对阈限的测定
听觉绝对阈限是听觉绝对感受性的表征量。随着声音频率的提高,听觉绝对阈限降低,个体对声音频率的感受性表现出提高的趋势。
听觉绝对感觉阈限的测定程序:首先确定优势耳。然后,实验采用最小变化法。每个被试每个频率的纯音实测8次,每个被试共做10个频率,共80次实验。实验选择纯音信号。最后分别计算出个频率下的听觉绝对阈限。
听觉的差别阈限是听觉差别感受性的表征量。声强的差别阈限的确定方法是呈现两个刺激,让听者判断哪一个较强。噪音的差别阈限符合韦伯定律。
1.2声音的掩蔽
a听觉掩蔽
听觉掩蔽是两个声音同时呈现时,对一个声音的感受性因受到另一个声音影响而发生改变的现象。一个可听声由于其他声音的干扰而使听觉发生困难,前者必须增加强度才能重新听到。这种阈限强度增加的过程和强度增加的量就叫声音的掩蔽效应。要听的声音叫做被掩蔽音,起干扰作用的声音叫掩蔽音。
假定对声音A的阈值为10dB,由于声音B的影响使A的阈值提高到25dB.即阈值提高15dB。一个声音的阈值因另一声音的出现而提高,这种现象就是听觉掩蔽。这里B称为掩蔽声,A称为被掩蔽声,25dB称为掩蔽阈限,15dB称为掩蔽量。
听觉掩蔽有纯音掩蔽、噪音掩蔽和纯音噪音对语音的掩蔽。
A纯音掩蔽
纯音掩蔽,是以某个定额频率的纯音来掩蔽其他不同频率的纯音,再来观察后者阈值提高的情况。
佛莱奇尔(Fletcher,1953)的实验发现,掩蔽音强度提高,掩蔽效果随之增加,而且掩蔽音越强,它的影响范围也越大,能掩蔽更多种频率的声音。掩蔽音对于频率相近的声音影响最大。低频对高频效果大于高频对低频的掩蔽。掩蔽曲线的形状取决于掩蔽声的强度和频率。
B噪音掩蔽
白噪音对纯音掩蔽实验的结果显示:
低强噪音对不同频率纯音的掩蔽效果差异较大。高强噪音对不同频率纯音的掩蔽效果相差不大。
C语音掩蔽
语音频率范围内的各个频带的强度是不同的,强度最高的频带在300Hz-500Hz,600Hz以上强度逐渐降低,超过5000Hz强度就减到非常小了。
b掩蔽的种类
A前后掩蔽
发生在非同时作用的条件下的掩蔽称作前后掩蔽。研究发现,被掩蔽音在时间上越接近掩蔽音,阈值(掩蔽效应)提高越大。掩蔽音和被掩蔽音相距很短时,后掩蔽作用(即掩蔽音在后)大于前掩蔽作用;单耳的掩蔽作用比双耳的作用显著;掩蔽声强度增加并不产生掩蔽量的增加。
B中枢掩蔽
掩蔽音和被掩蔽音分别施加于两耳时产生的掩蔽称为中枢掩蔽。中枢掩蔽的效果小。它的效果是对称的,而且受频率的制约,最大的掩蔽效果发生在掩蔽音和被掩蔽音频率接近的条件下。
1.3听觉疲劳与适应
(1)听觉疲劳。听觉疲劳是长时间内持续暴露在较高强度的环境下而导致对声音的感受性下降或听觉绝对阈限增高的现象。
测量听觉疲劳可先测定被试对某种频率声音的阈限,而后让被试听一段引起疲劳的特定频率和强度的纯音,再测定他的听阈,所得到听阈的改变量,即暂时阈移,就是听觉疲劳的指标。
暂时阈移的大小和引起疲劳声音停止时间长度有关;暂时阈移一般随疲劳声强度的增加而加大,当疲劳声在低强度时,阈移变化相对小些,当疲劳声强很高时,阈移增加很快。
(2)听觉适应
听觉适应是持久的声音刺激引起听觉感受性下降的现象。
听觉适应的研究方法是响度平衡法。以一定声强的纯音作用于左耳,用另一频率相同但声级可变的声音同时作用于右耳,使两者等响度(对一个正常听者,两者平衡的声级可能相等)。然后,将右耳的声音停止,让左耳持续听3分钟。在这一适应期后,重新使左右耳等响,这时右耳的等响级常下降。
高声级和低声级都可产生适应,且适应范围有随响度增加而扩大的趋势。适应效果对频率带有选择性。最大的适应发生在与适应声相同或相近的频率。
(如何区分听觉疲劳与听觉适应?)
2.声音的空间定位实验
2.1声音方向定位线索
声音方向定位线索包括:根据双耳差别线索决定其水平位置;根据其耳郭引起的谱变化线索决定垂直位置;根据强度、响度和谱成分决定距离。
2.1.1水平面上的声源定位主要是用双耳间的时间差和强度差。
a双耳强度差
当双耳离声源的距离不同时,会产生强度上的差异。声源很少发自人体的正中面,这样它与双耳的距离之差就产生双耳声强差。向头部投影一个声影(类似于光的影子),与声源方向相反的一耳处在声影之中,从侧面来的声音必须绕过头部才能到达另一耳,在声音到达之前,许多声波已被头部与其周围物体吸收,因此到达另一耳的声音强度相对比较弱。
b双耳时间差
双耳时间差是辨别声音方向的重要线索。人体头部近似球形,两耳间的半圆周约为27.6厘米,声音到达两耳的时差的最大值(即与人体正中面成90度时)约为0.5毫秒,假如声源位于正中面上(如正前方,正后方),声波同时到达两耳,时差为零,其他情况则介于零和极大值之间,听分析器正是利用这时间上的差别,来确定声源的方位。
2.1.2人对声源方位判断的准确性与声源的位置和频率有关。
2.1.3在垂直平面定位的主要线索是耳廓引起的频谱线索。
耳廓的漩涡状对定位极具重要性,这主要是由于到达鼓膜的刺激在传输中受到头、耳廓、耳道的滤波,其效果取决于声波入射的方向。即耳廓等影响着声波的近端频谱。

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