第六章2传统心理物理学方法
实验心理学期末复习-心理物理法
三种心理物理法（1）心理物理学：研究心理量和物理量之间关系的科学。
物理量是指对身体各感官的刺激；心理量是指各种感觉或主观印象。
心理物理学的目标就是最终用精确的数学函数的形式来描述外部的物理刺激与由此发生的感觉与知觉之间的定量关系。
传统的心理物理学方法所处理的问题大体分为两类：感觉阈限的测量、阈上感觉的测量。
后又有信号检测论出现。
（2）感觉阈限的测量的三种方法：1，最小变化法；2，恒定刺激法；3，平均差误法（3）最小变化法：又称极限法，序列探索法，最小可觉察法，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顺势转换点或阈限的位置。
上差别阈=上限－标准刺激；下差别阈=标准刺激－下限。
差别阈限=（上差别阈+下差别阈）/2。
可能产生的误差有：习惯误差，期望误差，练习误差，疲劳误差。
由于习惯误差的存在，在递增序列中，阈值会偏高。
由于期望误差的存在，在递减序列中阈值会偏高。
（4）恒定刺激法：又称固定刺激法，正误法，次数法，是心理物理学中最准确，应用最广的方法。
（也就是两两比较，看啥时候两两比较的时候正确率在50%啦，这个时候就是绝对阈值啦）与最小变化法不同的是，恒定刺激法的刺激是随机呈现的，每个刺激呈现的次数应相等。
直线内插法虽然简单易算，但不够精确。
（5）平均差误法：实验者规定以某一刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一个比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等，平均误差表示差别感受性。
（6）信号检测论：古典心理物理法将感受性和判断标准不能区分开，而信号检测论可以区分开。
虚报与漏报（也就是α和β的错误），击中和正确否定。
（7）等感受性曲线：把虚报率作为横坐标，把击中率作为纵坐标，那么绘制出来的曲线称为操作者特征曲线，简称ROC，因为这条曲线中，判断标准是变化的，但辨别力保持不变，因此又叫等感受性曲线。
（8）心理量表：为了要了解刺激的变化和感觉的变化之间的关系，需要一个测量心理变化的方法，这种方法就是能够度量阈上感觉的心理量表。
传统心理物理法简介
传统心理物理法
心理物理法是研究心理量和物理量之间的对应关系的方法。
心理物理法是运用数学方法和测量技术，研究心理现象和物理现象之间的数量关系。
例如，在光和视觉范围内，幅射能的强度与光的明度相对应；在声和听觉范围内，声音的频率与音高相对应等等。
在上述物理现象和心理现象中，心理物理学把辐射能的强度、声音的频率看作是刺激，把明度、音高看作是感觉。
而感觉又必然是与之相应的刺激的一种函数。
如光的辐射能强度越大，与之相应的感觉就越强。
但是，光感觉如何随辐射能的强度增加而增加，只有借助于心理物理学方法，才能寻出各种感觉道中各自的与共同的规律。
传统心理物理学（classical psychophysics）所处理的问题大体分两大类。
第一类是感觉阈限的测量。
测量感觉阈限的基本方法有：极限法；平均差误法；恒定刺激法。
第二类是阈上感觉的测量，即心理量表的制作问题。
《实验心理学》教案--心理物理学方法
等距量表 有相等单位
无绝对零
可进行加减 运算
比例量表 有相等单位
有绝对零
可进行加减 乘除运算
三、心理量表
差别阈限法、等距量表与Fechner定律
差别阈限法通过在不同强度的基础上测量 最小可觉差来制作等距量表。
用差别阈限法制作等距量表得到的结果符 合Fechner定律。
I:刺激原先的强度(标准强度)
ΔI :刚能引起“较强”感觉的刺激强度
K :为常数
刺激强度越大,差别阈限就越大
不同感觉通道的K值不同,见P62
一、感觉阈限的测量
(一)测量感觉阈限的方法
1.最小变化法:测量音高的绝对阈限P63;测 量长度视觉的差别阈限P66
阶梯法:最小变化法的一种变式P68图3-4
2.恒定刺激法:测量手掌两点阈P69;测量重 量差别阈限P74
《实验心理学》教案
云南师范大学教育科学与管理学院
选用教材:《实验心理学》,朱滢主编,北 京大学出版社
主要参考书:《实验心理学》,杨治良著, 浙江教育出版社
心理物理学方法
什么是心理物理学
心理物理学的定义:一门研究心身之间 或心物之间的函数关系的精密科学 (Fechner,1860) 心理物理学方法的中心问题是物理量 (对身体各感官的刺激)与心理量(各种感 觉或主观印象)之间的数量关系。
N
二、信号检测论
有无法的统计原理
二、信号检测论
被试在不同条件下的判断标准会发生改变, 但其感受性不变
二、信号检测论
信号检测论的二个独立指标
1. 反应偏向:
击中率的纵坐标 虚报率的纵坐标
2. 敏感性指标:
d‘ = ZN − ZSN
心理物理学方法
心理物理学方法名词解释1.心理物理学：是研究心物关系并使之数量化的一个心理学分支。
费希纳的定义是：一门研究心身或心物之间的函数关系的精密科学2.最小可觉差：又叫差别阈限，即刚刚能引起刺激物间的最小差异量。
3.平均误差法：平均差误法的典型实验程序是，实验者规定以某一刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等。
客观上一般不可能使比较刺激与标准刺激完全一样，于是每一次比较就都会得到一个误差，把多次比较的误差平均起来就可得到平均误差。
因为平均误差与差别阈限成正比，所以可以用平均误差来表示差别感受性。
4.费希纳的对数定律：感觉量与刺激量的对数成正比，这就是韦伯-费希纳定律5．恒定刺激法：恒定刺激法的特点是只用少数几个刺激，通常为5-7个，并且这几个刺激在测定阈限的整个过程中是固定不变的。
是以随机的方式呈现。
这个方法常以被试对不同刺激觉察的次数在该刺激呈现的总次数中所占的比例来计算阈限值，因此又叫作次数法。
简述1.史蒂文斯的神经量子理论（浙大2000）答：20世纪50年代美心理学家史蒂文斯等人用数量估计法研究了刺激强度与感觉大小的关系。
研究发现，心理量并不是随刺激量的上升而上升，而是刺激量的乘方函数。
即知觉到的大小是与刺激量的乘方成正比例。
2、感受性与感觉阈限以及刺激强度与感受性的关系是什么？（浙大2004）答：（1）论述感受性与感觉阈限的定义，指出感受性与感觉阈限呈反比例关系。
（2）论述绝对感受性与绝对阈限的定义，指出E=1/R（3）论述差别感受性与绝对阈限的定义，说明韦伯公式。
3、什么是费希纳定律？它与斯蒂文斯定律有何不同?（中科院2004）答：（1）P=KlgI，即费希纳定律，其中I指刺激量，P指感觉量。
它提供了度量感觉大小的一个量歌，对实践有指导作用。
它与韦伯一样，也只有在中等强度的刺激时才适用。
（2）斯蒂文斯定律指知觉的刺激量的乘方成正比。
它同样具有理论与实践意义。
三种传统心理物理法
三种传统心理物理法巴斯特传统心理物理法是心理学中的一种常用方法，它通过测量人们对刺激的感知和反应，来揭示心理和生理之间的关系。
这种方法主要包括刺激阈值测量、心理物理函数测量和感知判断测量。
刺激阈值测量是巴斯特传统心理物理法的基础，它用来测量人们对于某一刺激的感知阈值。
在实验中，研究者会逐渐增加刺激的强度，直到被试能够感知到刺激为止。
通过统计多个被试的数据，可以得出一个平均的感知阈值。
这个阈值可以反映出人们对于不同刺激的感知能力，比如视觉、听觉、触觉等。
心理物理函数测量是巴斯特传统心理物理法的另一种重要方法，它用来研究人们对于刺激强度的感知变化。
在实验中，研究者会逐渐增加刺激的强度，然后要求被试根据自己的感受进行反应。
通过统计多个被试的数据，可以得出一个刺激强度和感知强度之间的关系。
这个关系可以用心理物理函数来表示，从而揭示出人们对于刺激的感知规律。
感知判断测量是巴斯特传统心理物理法的另一种重要方法，它用来研究人们对于刺激的判断能力。
在实验中，研究者会给被试呈现一系列的刺激，然后要求被试根据自己的感受进行判断。
通过统计多个被试的数据，可以得出一个刺激强度和感知判断之间的关系。
这个关系可以用感知判断函数来表示，从而揭示出人们对于刺激的判断规律。
巴斯特传统心理物理法的应用范围非常广泛。
在医学上，它可以用来研究人们对于药物的感知和反应，从而指导药物的使用。
在教育上，它可以用来研究学生对于教学材料的感知和理解，从而优化教学方法。
在工程上，它可以用来研究人们对于产品设计的感知和满意度，从而改进产品质量。
在心理学研究中，它可以用来研究人们对于情绪、认知和行为的感知和反应，从而深入理解人类的心理活动。
巴斯特传统心理物理法是一种重要的心理学研究方法，它通过测量人们对刺激的感知和反应，揭示出心理和生理之间的关系。
刺激阈值测量、心理物理函数测量和感知判断测量是巴斯特传统心理物理法的三种常用方法。
它的应用范围广泛，可以用于医学、教育、工程和心理学等领域的研究。
第六章2传统心理物理学方法
第五节 恒定刺激法
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一、什么是恒定刺激法？
• 恒定刺激法（或固定刺激法） 又叫正误 法、次数法通常由5-7个刺激组成，这 几个刺激在实验过程中保持不变。
• 此法的特点是：根据出现次数来定阈限 ，即以次数的整个分布求阈限。
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恒定刺激法的具体做法
• （1）主试从预备实验中选出少数 刺激，一般是5到7个，这几个刺 激值在整个测定过程中是固定不变 的；
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三、平均差误法测定差别阈限
• 用平均差误法测定差别阈限，是向被 试者呈现一个标准刺激，让其调整比 较刺激。比较刺激是一种连续的量。 在被试认为接近时，可反复调整，直 到其认为满意为止。
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• 被试的调节方向也就分为渐减 和渐增两种。
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• 用平均差误法求差别阈限，所得差别 阈限只是一个估计值，平均差误有两 种计算方法：
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• 所选定的刺激最大强度应被感觉到的可能 性应不低于95%。
• 所选刺激的最小强度它被感觉到的可能性 应不高于5%。
• 每种刺激强度呈现不得少于50次。
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二、用恒定刺激法测定绝对阈限
• （1）自变量 • （2）反应变量（因变量） • （3）绝对阈限的计算
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– 把每次调节的结果(或每次的判断)与标准 刺激之差的绝对值平均起来作为差别阈限 。
– 把每次调节的结果与主观相等点之差的绝 对值平均起来作为差别阈限。
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• 把平均误差作为差别阈限 ，与差别阈限的定义并不 相符，但可以作为测量差 别感受性的指标。
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传统心理物理学方法与信号检测论
传统心理物理学方法与信号检测论一、本文概述本文旨在深入探讨传统心理物理学方法与信号检测论的核心原理和应用。
心理物理学，作为心理学与物理学的交叉学科，研究物理刺激与心理感知之间的关系，揭示人类感知世界的机制。
而信号检测论，作为一种统计决策理论，在心理物理学中发挥着重要作用，帮助我们理解人类在接收和处理信息时的决策过程。
我们将首先对传统心理物理学方法进行概述，包括其基本原理、发展历程以及主要的研究方法和技术。
随后，我们将深入探讨信号检测论的基本概念、理论框架和关键应用。
我们将重点关注信号检测论在心理物理学中的应用，如感知阈值的测定、信号识别与决策等。
通过本文的阐述，我们期望读者能够全面了解传统心理物理学方法与信号检测论的基本知识和应用，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
我们也希望激发读者对这些领域进一步探索的兴趣，推动心理物理学和信号检测论的发展。
二、传统心理物理学方法概述传统心理物理学方法，也称心理物理学实验法，是一种探究人类感知和认知过程的重要手段。
心理物理学旨在通过定量的方式理解和描述心理现象与物理刺激之间的关系。
这种方法的历史可以追溯到19世纪末，由德国物理学家和心理学家费希纳（Gustav Fechner）提出的心理物理定律为心理物理学奠定了理论基础。
传统心理物理学方法主要包括极限法、平均差误法、恒定刺激法、梯度法等。
这些方法的核心思想是通过控制物理刺激变量，观察并测量个体的心理反应，从而揭示心理与物理刺激之间的数量关系。
极限法是一种测量感觉阈限的经典方法，通过递增或递减刺激强度，观察个体能够感知到的最小或最大刺激强度。
平均差误法则通过让被试者对一系列已知强度的刺激进行估计，然后计算估计值与真实值之间的平均差异，以评估感知的准确性和精度。
恒定刺激法则通过呈现一系列固定强度的刺激，并测量被试者的反应时间和准确性，以研究感知过程的动力学特性。
梯度法则通过呈现一系列不同强度的刺激，让被试者判断刺激强度的变化，从而探究感知的分辨能力和敏感性。
篇心理物理学方法PPT教案
1.检测问题
检测（或觉察）（detection）就是察觉一个事 物是否存在的问题。这是一个低水平、低层次 的感知觉问题，它所要解决的问题是，人检测 到了信号，报告为“有”，没有检测到信号， 报告为“无”的简单问题。
实验证明，当P（S）系统变化时，做出 “有”判断的概率以P（yes）表示，也会 发生变验结果表明，改变P（S）对于传统的 阈限测量具有强烈的影响。当P（S）等 于 0.7时，阈限是1.3微米；P（S）为 0.3时，阈限则是2.3微米。而且，当刺 激不出现时，P（yes）也明显地高于零。 而根据传统的阈限理论，在不呈现刺激 时，训练有素的、忠实可靠的被试者只 是偶然地报告“有”感觉，P（yes）不 可能明显地高于零。
而信号检测论的实验更宜用于人的主观 因素对实验结果影响较大的实验条件中， 它解决了传统心理物理法所不能解决的 问题。
一、阈限概念的发展
（一）传统的阈限概念 （二）对传统阈限概念的异议 （三）现代心理物理学的研究课题
（一）传统的阈限概念
传统的阈限概念起源于费希纳。波林在《实验心 理学史》一书中指出，心理物理学的古典问题有 五个：
也就是说，经典的阈限测量没有考虑许多 非感觉变量对被试的影响。在这些非感觉 变量中，主要有下列二种最为主要：
刺激出现的概率
反应代价
1.刺激出现的概率
传统的心理物理学实验中，刺激出现的概 率以P（S）表示，其值总是1.0，这样被 试做出“有”或“无”的判断时，即使凭 机遇也有50％的精确性，难以避免地存在 着期望误差。
起源于费希纳的传统阈限概念，在20世纪50年 代前，没有受到多大挑战。可是，近四十年来， 关于阈限概念的理解上已成为古典的和现代的 心理物理学争论的焦点。
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（2）反应变量（因变量）
• 用恒定刺激法测定差别阈限的 反应变量要求被试者以口头报 告方式表示： ✓三类反应 ✓二类反应
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三类反应
• 即“大于”、“等于”和“小于”，分 别记为“+”、“=”和“-”。
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• 所选定的刺激最大强度应被感觉到的可能 性应不低于95%。
• 所选刺激的最小强度它பைடு நூலகம்感觉到的可能性 应不高于5%。
• 每种刺激强度呈现不得少于50次。
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二、用恒定刺激法测定绝对阈限
• （1）自变量 • （2）反应变量（因变量） • （3）绝对阈限的计算
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– 把每次调节的结果(或每次的判断)与标准 刺激之差的绝对值平均起来作为差别阈限 。
– 把每次调节的结果与主观相等点之差的绝 对值平均起来作为差别阈限。
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• 把平均误差作为差别阈限 ，与差别阈限的定义并不 相符，但可以作为测量差 别感受性的指标。
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四、误差的控制
• 动作误差 • 时间误差
• 然后根据被试者对不同刺激所报告的“有”或 “无”的次数来求出百分数，以此来计算阈限 。
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（3）绝对阈限的计算 直线内插法
• 直线内插法（linear interpolation ）是将刺激作为横坐标，以正确判断 的百分数作为纵坐标，画出曲线。然 后再从纵轴的50％处画出与横轴平行 的直线，与曲线相交于点a，从点a 向 横轴画垂线，垂线与横轴相交处就是 阈限。
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• （1）自变量 • （2）反应变量（因变量） • （3）差别阈限的计算
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（1）自变量
• 用恒定刺激法测定差别阈限，是 让被试者将比较刺激与标准刺激 加以比较；
• 标准刺激是能被感觉到的某一刺 激强度；
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• 比较刺激可在标准刺激上下一段距离 内确定，一般从完全没被感觉出差别 到完全感觉出差别的范围内选定5到7 个刺激强度作为比较刺激。
第四节 平均差误法
• 平均差误法又称调整法、再造法，是最古老且 基本的心理物理学方法之一。
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一、具体方法
• 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。比较刺激也可由实 验者调节，由被试判断。
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二、用平均差误法测定绝对阈限
• 用平均差误法测定绝对阈限，是让 被试者调整一个比较刺激与一个标 准刺激相等。不过，此时的标准刺 激假设为零，即让被试者每次将比 较刺激与“零”相比较。 这样，绝
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测量阈限的三种方法的比较
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• 费希纳定律
• S=K㏒R • S : 心理感觉量值(jnd) • R : 刺激强度 • K : 固定系数 • 感觉强度的变化和刺激强度的对数变化
成正比。 • 还可以表示为当某种刺激的强度以几何
级数增加时，某种感觉的强度就以算术 级数增加。
对阈限的测量程序和差别阈限的测量程 序就完全一致了。
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• 用平均差误法测定绝对阈限的反应变量 ，是被试者每次调整比较刺激与标准刺 激相等的那个数值。
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绝对阈限的测定（计算）
• 让被试者每次调到刚刚感觉 不到（即与“零”标准刺激 等值），然后把各次测定数 值加以平均即为绝对阈限。
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三、平均差误法测定差别阈限
• 用平均差误法测定差别阈限，是向被 试者呈现一个标准刺激，让其调整比 较刺激。比较刺激是一种连续的量。 在被试认为接近时，可反复调整，直 到其认为满意为止。
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• 被试的调节方向也就分为渐减 和渐增两种。
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• 用平均差误法求差别阈限，所得差别 阈限只是一个估计值，平均差误有两 种计算方法：
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（3）差别阈限的计算
三类反应的差别阈限的计算 二类反应的差别阈限的计算
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三类反应的差别阈限的计算
• 现以重量辨别为例来演绎差别阈 限的计算步骤。下表列出了重量 辨别恒定刺激法实验数据。以200 克为标准刺激，以从185 到215 克间隔为5 克的7 个重量作为比较 刺激，要求被试做”重”、”相 等”、”轻”三类反应。
• （2）选定的每种刺激要向被试呈 现多次，一般每种刺激呈现50到 200次；
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• （3）呈现刺激的次序事先经随机 安排，不让被试知道。用以测量绝 对阈限，即无需标准值，如用以确 定差别阈限或等值，则需包括一个 标准值；
• （4）此法在统计结果时必须求出 各个刺激变量引起某种反应（有、 无或大、小）的次数。
（1）自变量
• 用恒定刺激法测定绝对阈 限，是从略高于感觉到略 低于感觉这一范围内选5 到7个等距的刺激强度。
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（2）反应变量（因变量）
• 用恒定刺激法测定绝对阈限的反应变量要求被 试者以口头报告方式表示。
• 在实验中每呈现一次刺激后，被试者若感觉到 了，则报告“有”，主试者记录“+”；被试 者若感觉不到，则报告“无”，主试者就记录 “-”。
• 让被试作三类反应时，因其中有“等于 ”的反应，若被试较为自信，则作出“ 等于”的反应就较少；若被试较为谨慎 ，则作出“等于”的反应就较多。这样 会直接影响到差别阈限的大小。
• 这种反应易受到被试的态度的影响。
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二类反应
• 让被试者作“大于”和“小于 ”两种判断，即使分不清时， 也要作出其中的一种判断。
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第五节 恒定刺激法
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一、什么是恒定刺激法？
• 恒定刺激法（或固定刺激法） 又叫正误 法、次数法通常由5-7个刺激组成，这 几个刺激在实验过程中保持不变。
• 此法的特点是：根据出现次数来定阈限 ，即以次数的整个分布求阈限。
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恒定刺激法的具体做法
• （1）主试从预备实验中选出少数 刺激，一般是5到7个，这几个刺 激值在整个测定过程中是固定不变 的；
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现以两点阈的恒定刺激法实验数据 来演绎绝对阈限的计算步骤。如表所 示，5 个等距的刺激8、9、10、11 、12 毫米，每个呈现200 次，要求 被试报告是”两点”还是”一点”。
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其值等于10.57 毫米
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三、用恒定刺激法测定差别阈限
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根据上限和下限，就可计算如下：
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二类反应的差别阈限的计算
• 以75%感觉重于标准刺激的的比较刺 激作为相等地带的上限；以25%感觉 重于标准刺激的比较刺激作为相等地 带的下限。
• 这种差别阈限和前面提到的操作定义 不相符合，因此常将这种阈限称为 75%差别阈限。