第 03章 传统心理物理法
?本章主要内容：
? 一、阈限的性质
? 二、测定阈限的三种基本方法
? 最小变化法
? 恒定刺激法
? 平均差误法
? 三、心理量表法
? 四、阈限概念和理论的发展
? 五、信号检测论的原理
三、心理量表法
? 物理刺激可由物理量表来测量。
? 但是，心理量的大小却不能用物理量表
来测量。
– 首先，这是因为刺激的物理值的变化不一定
会引起心理上相应的一对一的变化。
– 其次，有一些物理刺激本身就难以用物理量
表来测量。
? 因此，心理量需要用心理量表来测量。
? 一个量表具有以下四个测量属性：
– 差别
– 强度
– 等距
– 绝对零点
? 从量表有无相等单位和有无绝对零点来
分, 心理量表可分为顺序量表, 等距量
表和比例量表三类 。
（一）顺序量表
? 顺序量表 是一种较粗略的量表，它既无相等单位又无
绝对零点，只是把事物按某种标准排出一个次序。
? 例如赛跑时不用秒表测速，按先到终点的算第一名，
第二个到的算第二名等等。这样，我们可以按快慢排
出一个顺序，这个顺序在一定程度上也可以表示跑的
速度量。因为它没有相等单位，所以就是知道了第二
名比第一名慢 5秒，也不能以此推算出第三名比第二名
慢几秒；又因为它没有绝对零点，所以不能推知第二
名的速度是第三名的几倍。
? 所以，顺序量表只是在一个分类基础上对事物进行分
类，每一类别只具有序列性，并不表示数与数之间的
差别是相等的。
顺序量表的制作方法
? 1.等级排列法
? 2.对偶比较法
1.等级排列法
? 等级排列法 是一种制作顺序量表的直接
方法。这个方法是把许多刺激同时呈现，
让许多被试者按照一定标准，把这些刺
激排成一个顺序，然后把许多人对同一
刺激评定的等级加以平均，这样，就能
求出每一刺激的各自平均等级，最后，
把各刺激按平均等级排出的顺序就是一
个顺序量表。
等级排列法举例
? 某广告公司要对 10张广告的优劣作评比，
请来了 17名评判者（即被试者）。评判
的方法是让被试者将 10张广告排成美到
丑的一个顺序。通过众多被试者的比较，
就可求出全体被试者对同一广告评判的
等级的平均值，这个值就是广告的平均
等级。各广告按平均等级排出的顺序就
是一个顺序量表。
实验结果和具体运算过程
? 书上 189页表 4-8上我们可以看清楚等级
排列法制作顺序量表的具体过程。
2.对偶比较法
? 对偶比较法 是把所有要比较的刺激配成对，然
后一对一对地呈现，让被试者对于刺激的某一
特性进行比较，并做出判断：这种特性的两个
刺激中哪一个更为明显。因为每一刺激都要分
别和其他刺激比较，假如以 n代表刺激的总数，
所以配成对的个数是 n（ n-1） /2。如共有 10个
刺激则可配成 45对。最后依它们各自更明显于
其他刺激的百分比的大小排列成序，即可制成
一个顺序量表。
10对样品呈现次序
? 如果有五种样品,A,B,C,D,E，则可配成 5× （ 5-
1） /2=10对。这 10对呈现次序如下表所示。
对偶比较法的两类误差及消
除
? 如果各对样品同时呈现，则要消除 空间误差 —
—即样品在空间中不同方位呈现，于判断时产
生的误差现象。若第一轮以 AB形式呈现，则
第二轮中以 BA形式呈现即左右颠倒。
? 如果是相继呈现，则要注意消除 时间误差 ——
即相等的二个样品在先后不同时间出现，于判
断时产生的误差。若第一轮以先 A后 B次序相
继呈现，则第二轮要按先 B后 A次序相继呈现。
对偶比较法的数据处理
? 参见教材第 191~193页。
（二）等距量表
? 等距量表 （ equal interval scale）是一种有相等单位
但没有绝对零点的量表。等距量表除了其有类别
量表和等级量表的性质外，它要求整个量表的各
个部分的单位是相等的，但没有绝对的零点。
– 例如在普通温度上 60° 和 70° 的差别与 70° 和 80° 的差别
是一样的，都是 10° 。这在量表上单位是等距的。但它的
参照点是人定的，这不是绝对的零点。而温度的绝对零点
是摄氏零下 273℃ 。因此我们不能说 80° 是 40° 的二倍。因
为这是不合理的，等距量表没有绝对的零点，只能做加减
的运算，不能作乘除的运算。
制作等距量表 的方法
? 1.感觉等距法
? 2.差别阈限法
1.感觉等距法
? 要制作一个等距量表，最直接的方法是
采用 感觉等距法,它是通过把一个感觉
分成主观上相等距离来制作。它要求被
试者将某种感觉上的一段心理量分成两
个或两个以上的等分。最简单的是二分
法。
二分法
? 例如 R1和 R5是两个不同响度的声音，且 R5＞ R1。
被试者的任务是：
– （ 1）找出 R3，使其响度正好在 R1和 R5之间也即 R5-
R3=R3-R1。
– （ 2）再找出 R4，使其响度正好在 R3和 R5之间，也即
R5-R4=R4-R3。
– （ 3）再找出 R2，使其响度正好在 R1和 R3之间，也即
R3-R2=R2-R1。
? 这样，利用三次二分法把 R1和 R5之间在响度上分
成四分，即 R5-R4=R4-R3=R3-R2=R2-R1。这就得
到了按等距变化的一系列刺激。把这一系列的刺
激作为横座标，把等响单位作为纵座标画出一条
曲线，这就是响度的等距量表。
2.差别阈限法
? 差别阈限法 （或 差异阈限法 ）是制作等距量表
的一种间接方法，通过在不同强度的基础上测
量最小可觉差来实现。具体地说，用任何一种
古典的心理物理法测出感觉的绝对阈，并以此
为起点，产生第一个最小可觉差的刺激强度，
以第一个最小可觉差为基准，再测量第二个最
小可觉差 …… 。这样测得许多最小可觉差以后，
以刺激强度为横坐标，以绝对阈以上的最小可
觉差数为纵坐标，画出的心理物理关系图就是
等距量表。
（三）比例量表
? 比例量表 （或 比率量表 ）（ ratio scale）既有真正
的零点，也是等距的。一个比例量表除含有名称、
等级这些等距量表的特征外，还有一个具有实际
意义的绝对零点。它是测量的最高水平，也是科
学家认为理想的量表。若一项测量结果在比例量
表上是零，那么，我们可以说某个事物并不具有
被测量的属性或特征。由于它具有绝对的零点，
且量表上的单位相等，因此就可进行加、减、乘、
除四则运算。在物理学中，我们所用的绝对温度
量表就属于这类量表。更为熟悉的是公制的尺所
采用的量表制度。
? 在心理测量中，智力的绝对零点是难以
决定的，同时，由于等距量表对于大多
数心理测量已经足够，所以，我们就不
考虑用比例量表作为心理测验的标准化
记分量表。但比例量表所适用的统计方
法，除上面在等距量表上可采用的统计
方法外，还可用几何平均数和相对差异
量等计算，所以，对于心理物理学来说，
应尽可能使用比例量表。
比例量表的制作方法
? 1.分段法
? 2.数量估量法
1.分段法
? 分段法 是制作感觉比例量表的一种最直接的方法。这个
方法是通过把一个感觉量加倍或减半或取任何其他比例
来建立心理量表的。
? 具体作法是呈现一个固定的阈上刺激作为标准，让被试
者调整比较刺激，使它所引起的感觉为标准刺激的一定
比例，例如,2倍,3倍,1/2倍、或 1/3倍等等。每个实
验只选定同一个比例进行比较，同一个标准刺激比较若
干次后，再换另外几个标准刺激进行比较。如果所选定
的比例是 2∶ 1的话，就可找出哪些刺激所引起的感觉为
标准刺激所引起的感觉的一半。当把所有的标准刺激都
比较完之后，便可用与各标准刺激在感觉上成一定比例
的相应的物理量值制成一个感觉比例量表。
听觉响度量表 的制作
? 给被试者一个响度的音，作为标准刺激，
让他调节另一个音直到他感觉到比标准
刺激的音低 —半。用这个方法，以不同
的强度音作为标准刺激，让被试调节另
一个音直到他感觉到比标准刺激的音
低 —半。
2.数量估计法
? 数量估计法 也是制作比例量表的一种直接方法。
此法的具体步骤是主试者先呈现一个标准刺激，
例如，一个重量，并赋予标准刺激一个主观值，
例如为 10，然后让被试者以这个主观值为标准，
把其他不同强度比较刺激的主观值，放在这个
标准刺激的主观值的关系中进行判断，并用数
字表示出来。然后计算出每组被试者对每个比
较刺激量估计的几何平均数或中数，再以刺激
值为横坐标，感觉值为纵坐标，即可制成感觉
比例量表。
数量估量法的数据处理：
? 在心理量和物理量关系的实验中, 常会
出现特别大的数字, 所以数量估计法采
用的数据处理通常是几何平均值 。 几何
平均值定义为 n个数值相乘之积的 n次方
根 。 例如, 有三个数据,4,8,16,则
几何平均数 X为：
?本章主要内容：
? 一、阈限的性质
? 二、测定阈限的三种基本方法
? 最小变化法
? 恒定刺激法
? 平均差误法
? 三、心理量表法
? 四、阈限概念和理论的发展
? 五、信号检测论的原理
三、心理量表法
? 物理刺激可由物理量表来测量。
? 但是，心理量的大小却不能用物理量表
来测量。
– 首先，这是因为刺激的物理值的变化不一定
会引起心理上相应的一对一的变化。
– 其次，有一些物理刺激本身就难以用物理量
表来测量。
? 因此，心理量需要用心理量表来测量。
? 一个量表具有以下四个测量属性：
– 差别
– 强度
– 等距
– 绝对零点
? 从量表有无相等单位和有无绝对零点来
分, 心理量表可分为顺序量表, 等距量
表和比例量表三类 。
（一）顺序量表
? 顺序量表 是一种较粗略的量表，它既无相等单位又无
绝对零点，只是把事物按某种标准排出一个次序。
? 例如赛跑时不用秒表测速，按先到终点的算第一名，
第二个到的算第二名等等。这样，我们可以按快慢排
出一个顺序，这个顺序在一定程度上也可以表示跑的
速度量。因为它没有相等单位，所以就是知道了第二
名比第一名慢 5秒，也不能以此推算出第三名比第二名
慢几秒；又因为它没有绝对零点，所以不能推知第二
名的速度是第三名的几倍。
? 所以，顺序量表只是在一个分类基础上对事物进行分
类，每一类别只具有序列性，并不表示数与数之间的
差别是相等的。
顺序量表的制作方法
? 1.等级排列法
? 2.对偶比较法
1.等级排列法
? 等级排列法 是一种制作顺序量表的直接
方法。这个方法是把许多刺激同时呈现，
让许多被试者按照一定标准，把这些刺
激排成一个顺序，然后把许多人对同一
刺激评定的等级加以平均，这样，就能
求出每一刺激的各自平均等级，最后，
把各刺激按平均等级排出的顺序就是一
个顺序量表。
等级排列法举例
? 某广告公司要对 10张广告的优劣作评比，
请来了 17名评判者（即被试者）。评判
的方法是让被试者将 10张广告排成美到
丑的一个顺序。通过众多被试者的比较，
就可求出全体被试者对同一广告评判的
等级的平均值，这个值就是广告的平均
等级。各广告按平均等级排出的顺序就
是一个顺序量表。
实验结果和具体运算过程
? 书上 189页表 4-8上我们可以看清楚等级
排列法制作顺序量表的具体过程。
2.对偶比较法
? 对偶比较法 是把所有要比较的刺激配成对，然
后一对一对地呈现，让被试者对于刺激的某一
特性进行比较，并做出判断：这种特性的两个
刺激中哪一个更为明显。因为每一刺激都要分
别和其他刺激比较，假如以 n代表刺激的总数，
所以配成对的个数是 n（ n-1） /2。如共有 10个
刺激则可配成 45对。最后依它们各自更明显于
其他刺激的百分比的大小排列成序，即可制成
一个顺序量表。
10对样品呈现次序
? 如果有五种样品,A,B,C,D,E，则可配成 5× （ 5-
1） /2=10对。这 10对呈现次序如下表所示。
对偶比较法的两类误差及消
除
? 如果各对样品同时呈现，则要消除 空间误差 —
—即样品在空间中不同方位呈现，于判断时产
生的误差现象。若第一轮以 AB形式呈现，则
第二轮中以 BA形式呈现即左右颠倒。
? 如果是相继呈现，则要注意消除 时间误差 ——
即相等的二个样品在先后不同时间出现，于判
断时产生的误差。若第一轮以先 A后 B次序相
继呈现，则第二轮要按先 B后 A次序相继呈现。
对偶比较法的数据处理
? 参见教材第 191~193页。
（二）等距量表
? 等距量表 （ equal interval scale）是一种有相等单位
但没有绝对零点的量表。等距量表除了其有类别
量表和等级量表的性质外，它要求整个量表的各
个部分的单位是相等的，但没有绝对的零点。
– 例如在普通温度上 60° 和 70° 的差别与 70° 和 80° 的差别
是一样的，都是 10° 。这在量表上单位是等距的。但它的
参照点是人定的，这不是绝对的零点。而温度的绝对零点
是摄氏零下 273℃ 。因此我们不能说 80° 是 40° 的二倍。因
为这是不合理的，等距量表没有绝对的零点，只能做加减
的运算，不能作乘除的运算。
制作等距量表 的方法
? 1.感觉等距法
? 2.差别阈限法
1.感觉等距法
? 要制作一个等距量表，最直接的方法是
采用 感觉等距法,它是通过把一个感觉
分成主观上相等距离来制作。它要求被
试者将某种感觉上的一段心理量分成两
个或两个以上的等分。最简单的是二分
法。
二分法
? 例如 R1和 R5是两个不同响度的声音，且 R5＞ R1。
被试者的任务是：
– （ 1）找出 R3，使其响度正好在 R1和 R5之间也即 R5-
R3=R3-R1。
– （ 2）再找出 R4，使其响度正好在 R3和 R5之间，也即
R5-R4=R4-R3。
– （ 3）再找出 R2，使其响度正好在 R1和 R3之间，也即
R3-R2=R2-R1。
? 这样，利用三次二分法把 R1和 R5之间在响度上分
成四分，即 R5-R4=R4-R3=R3-R2=R2-R1。这就得
到了按等距变化的一系列刺激。把这一系列的刺
激作为横座标，把等响单位作为纵座标画出一条
曲线，这就是响度的等距量表。
2.差别阈限法
? 差别阈限法 （或 差异阈限法 ）是制作等距量表
的一种间接方法，通过在不同强度的基础上测
量最小可觉差来实现。具体地说，用任何一种
古典的心理物理法测出感觉的绝对阈，并以此
为起点，产生第一个最小可觉差的刺激强度，
以第一个最小可觉差为基准，再测量第二个最
小可觉差 …… 。这样测得许多最小可觉差以后，
以刺激强度为横坐标，以绝对阈以上的最小可
觉差数为纵坐标，画出的心理物理关系图就是
等距量表。
（三）比例量表
? 比例量表 （或 比率量表 ）（ ratio scale）既有真正
的零点，也是等距的。一个比例量表除含有名称、
等级这些等距量表的特征外，还有一个具有实际
意义的绝对零点。它是测量的最高水平，也是科
学家认为理想的量表。若一项测量结果在比例量
表上是零，那么，我们可以说某个事物并不具有
被测量的属性或特征。由于它具有绝对的零点，
且量表上的单位相等，因此就可进行加、减、乘、
除四则运算。在物理学中，我们所用的绝对温度
量表就属于这类量表。更为熟悉的是公制的尺所
采用的量表制度。
? 在心理测量中，智力的绝对零点是难以
决定的，同时，由于等距量表对于大多
数心理测量已经足够，所以，我们就不
考虑用比例量表作为心理测验的标准化
记分量表。但比例量表所适用的统计方
法，除上面在等距量表上可采用的统计
方法外，还可用几何平均数和相对差异
量等计算，所以，对于心理物理学来说，
应尽可能使用比例量表。
比例量表的制作方法
? 1.分段法
? 2.数量估量法
1.分段法
? 分段法 是制作感觉比例量表的一种最直接的方法。这个
方法是通过把一个感觉量加倍或减半或取任何其他比例
来建立心理量表的。
? 具体作法是呈现一个固定的阈上刺激作为标准，让被试
者调整比较刺激，使它所引起的感觉为标准刺激的一定
比例，例如,2倍,3倍,1/2倍、或 1/3倍等等。每个实
验只选定同一个比例进行比较，同一个标准刺激比较若
干次后，再换另外几个标准刺激进行比较。如果所选定
的比例是 2∶ 1的话，就可找出哪些刺激所引起的感觉为
标准刺激所引起的感觉的一半。当把所有的标准刺激都
比较完之后，便可用与各标准刺激在感觉上成一定比例
的相应的物理量值制成一个感觉比例量表。
听觉响度量表 的制作
? 给被试者一个响度的音，作为标准刺激，
让他调节另一个音直到他感觉到比标准
刺激的音低 —半。用这个方法，以不同
的强度音作为标准刺激，让被试调节另
一个音直到他感觉到比标准刺激的音
低 —半。
2.数量估计法
? 数量估计法 也是制作比例量表的一种直接方法。
此法的具体步骤是主试者先呈现一个标准刺激，
例如，一个重量，并赋予标准刺激一个主观值，
例如为 10，然后让被试者以这个主观值为标准，
把其他不同强度比较刺激的主观值，放在这个
标准刺激的主观值的关系中进行判断，并用数
字表示出来。然后计算出每组被试者对每个比
较刺激量估计的几何平均数或中数，再以刺激
值为横坐标，感觉值为纵坐标，即可制成感觉
比例量表。
数量估量法的数据处理：
? 在心理量和物理量关系的实验中, 常会
出现特别大的数字, 所以数量估计法采
用的数据处理通常是几何平均值 。 几何
平均值定义为 n个数值相乘之积的 n次方
根 。 例如, 有三个数据,4,8,16,则
几何平均数 X为：
