不同频率下听觉阈限的比较 实验报告

不同频率下听觉阈限的比较

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（**大学**学院 北京 海淀 10****）

摘 要 听觉阈限是指使人能够产生听觉感受的最小的声音刺激量，本实验比较了不同频率下被试的听觉阈限。24人组成的6个四人小组参加了不同频率下听觉阈限的测定，测定前实验成功的进行了被试的随机分配，采用ABBA的方法进行实验，并且采用传统心理物理法中的极限法进行测量。结果发现，听觉阈限不存在着性别上的显著差异，但在不同频率上存在显著差异，并且听觉阈限随着频率升高而降低。 关键词 听觉阈限，极限法，ABBA

1 引言

感觉阈限的测定是深入了解感知觉属性的第一步。人的感觉能力是有限的，只有当适当强度的适宜刺激作用于某一特定感官时，才可能产生某种感觉。对于听觉来说，适宜的刺激是声音，但并非所有的声音作用于耳朵，都会产生听觉。能产生听觉的声音刺激必须满足两个条件——频率和强度适当。只有当频率和强度都达到一定程度，人们才刚刚能听到某一声音，这个就是响度绝对阈限。

每个人的听觉阈限也往往不相同。比如外界入耳的声音（一定频率）为10分贝时，被试1和被试2均听不到此声音，当声音强度为12分贝时，被试1刚刚能听到此声音，被试2还是听不到，而声音强度达到15分贝时，被试2才能刚刚听到，那么被试1在该频率下的听觉阈限下限为12分贝，被试2在该频率下的听觉阈限下限为15分贝。

人类一般可以听到的声音频率为20HZ-20000HZ。但对于1000-2000HZ声音的感受性最好。20HZ以下和20000HZ以上的振动强度再大，人耳也不能感受，不会产生听觉。健听人一般可听到上述频率内声强在0-25分贝的声音，声强超过120分贝可使人耳产生痛觉。

心理物理法主要用于对阈限的测量。在心理物理学中测量感觉阈限的方法有最小变化法、平均差误法和恒定刺激法。之前我们学过，极限法是测定阈限的直接方法，它能通过各种手段较为有效地控制实验中的各种误差，所以本实验尝试采用极限法法来测定不同频率下的听觉阈限，同时对其中的各种变量进行研究和讨论。

实验最后计算出不同被试不同频率下的听觉阈限，画出被试的听觉绝对阈限与频率之间的关系曲线，并着眼于探讨听觉阈限在不同性别和不同频率下的差异。实验之前，本实验提出如下两个假设：（1）听觉阈限在不同频率下存在着显著差异，并且听觉阈限随着频率的增高而降低；（2）不同性别的被试的听觉阈限在同一频率下不存在显著差异。

2 方法

2.1、被试

中央财经大学社会发展学院09心理班全班同学，每四人一组，听力正常。

2.2、实验仪器与实验材料

实验仪器：每组一台听觉实验仪（BD-Ⅱ-116型），频率范围64Hz～16000Hz，附带隔音耳机；

实验材料：不同频率的纯音。 2.3、实验设计

实验利用听觉实验仪，并采用极限法获取被试数据。可以从不同频率、不同性别两个角度考察听觉阈限差异。本实验是一个2×7的被试内设计。此外，为保证本实验的实验结果的准确性，对于极端值的处理办法是去除。 2.4、实验程序

（1）采用最小变化法进行施测。施测前先制作好“刺激呈现顺序表”。实验时，每个被试每个频率的纯音施测4次，顺序为↑↓↓↑或↓↑↑↓。频率从255～8000Hz，每个被试共做6个频率（256，512，1000，2000，4000，8000），总共24次实验。实验选择“双耳”及“间断”的纯音信号。

（2）实验前给被试如下指导语：

“下面给你呈现的是一种声音，这种声音的强度不断增大或减小。当声音增大时呈现的声音是从听不见到能听见，当你听见声音时，举手向上‘↑’做出示意。当纯音逐渐减小时，声音是从听得见到听不见，当你听不见声音时，则平向举手‘→’做出示意。这样要做好多次。”

（3）渐增系列的测定：将声响强度衰减到被试听不到处开始，逐渐减小衰减量（增强声响），当被试听到声音后，示意，主试停止减小衰减量，此时的响度为该被试人员在此频率的听觉阈限值。

（4）渐减系列的测定：步骤同(3)。只是将衰减器调到被试者能听到的强度后，再开始逐渐增大衰减量（减小声强），直到被试人员听不到声音时停止。

（5）按照准备好的“刺激呈现顺序表”呈现刺激，每两个频率做完后休息2分钟。 （6）主试在“刺激呈现顺序表”上记录实验结果。 （7）一个被试做完后，换下一个被试按上述程序进行实验。

3 结果

3.1 不同视觉线索下被试听觉阈限的描述性统计

表1 不同频率下被试听觉阈限的平均值和标准差

频率/HZ

256 512 观测数 14 14 平均数 31.21 33.82 标准差 3.91 4.31

1000 2000 4000 8000 14 14 13 14 20.50 15.64 11.54 17.07 2.62 5.36 7.84 5.55

表2 不同性别被试的听觉阈限的比较

性别 男 女

频率/HZ 256 512 1000 2000 4000 8000 256 512 1000 2000 4000 8000 观测数 7 7 7 7 6 7 7 7 7 7 7 7 平均数 29.79 35.43 21.64 16.29 8.08 19.86 32.64 32.21 19.36 15.00 14.50 14.29 标准差 4.19 3.34 1.89 5.79 7.00 3.40 3.29 4.80 2.87 5.27 7.74 6.10

图1 被试的听觉绝对阈限与频率之间的关系曲线

从上图和表中，我们可以看到，被试的听觉阈限大致随着声音频率的增加而降低。然后，进一步对数据进行统计分析。

3.2 不同频率下不同性别被试听觉阈限的统计分析结果

表3 不同性别被试在不同视觉线索下听觉阈限的方差分析

变异来源 平方和 自由度 均方 F P 性别 频率

性别 * 频率 Total

注：**P<0.01

5.47 5558.00 322.91 46815.75 1 5 5 83

5.47 0.227 1111.60 46.152 64.58 2.681

0.635 0.000 0.028

从上表中我们可以看出，被试的听觉阈限在性别上不存在着显著差异(F=0.227，p>0.01)，而在不同频率下存在着显著差异(F=46.125，p<0.01)，并且性别和频率不存在着显著的交互作用(F=2.681，p>0.01)。

4 讨论

从实验结果我们可以看出，本实验支持了实验前的两个假设，也就是：（1）听觉阈限在不同频率下存在着显著差异，并且听觉阈限随着频率的增高而降低；（2）不同性别的被试的听觉阈限在同一频率下不存在显著差异。下面对于本实验的结果、存在的误差以及影响因素进行进一步的探讨分析： 4.1实验误差及其控制

用极限法求绝对阈限经常会产生一些误差。在这些误差中，有些是由直接对感觉产生干扰的因素引起的；还有些是非感觉方面的因素引起的，如习惯和期望、练习和疲劳、时间和空间等等。这些因素在测定阈限的过程中经常起作用，以致使测定结果产生一定倾向的误差。这类误差叫做常误（constant error）。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。 4.1.1习惯误差和期望误差的控制

在极限法实验中，由于刺激是按一定的顺序呈现的，被试在长序列中有继续给同一种判断的倾向，如在下降序列中继续说“有”或“是”，在上升序列中继续说“无”或“否”，这种被试习惯于前面几次刺激所引起的感觉叫作习惯误差。

由于习惯误差在递增法序列中，即使刺激强度早已超出阈限，被试仍报告感觉不到，这就会使测得阈值偏高。相反，在递减法序列中，即使刺激强度早已小于阈限，被试仍报告有感觉，这就会使测得的阈值偏低。

与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差（error of anticipation）。它表现为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。用递增法测定时，阈值就会偏低；用递减法测定时，阈值就会偏高。

实验中，采用递增序列和递减序列在数量上保持一致的办法，来让习惯误差和期望误差

尽可能相互抵消。

4.1.2练习误差和疲劳误差的控制

练习误差（error of practice）是由于实验的多次重复，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一种系统误差。

与此相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差，称之为疲劳误差（error of fatigue）。 随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使阈限升高。

为了平衡练习和疲劳效应的影响，在实验中，采用抵消平衡设计（即ABBA设计），这样，即使可以让练习或疲劳效应平均作用在递增或递减序列上。 4.3 影响实验的因素

4.3.1 本实验的声音刺激为纯音，纯音（Pure tone）是指波形呈正弦曲线的声音，如音叉的声音和用音频信号发生器发出的声音。在自然环境中我们所能听到的声音极少是单一的纯音，而是不同频率和振幅混合而成的复合音。由于被试平时很少听到这样的纯音，再加上实验室外有部分噪音，以及实验器材本身产生的噪音，使被试对纯音的分辨受到影响，甚至产生幻听、耳鸣的现象。

4.3.2 听觉适应和听觉疲劳现象

听觉适应（auditory adaptation）乃是持续的声音刺激引起听觉感受性下降的现象。听觉系统一般对一个稳定声的感受性在最初1～2 分钟内有所下降，而后很快稳定在一个水平上，听觉适应的特点就在于它是一个平衡过程。

听觉疲劳（auditory fatigue）乃是声音刺激强度大大超过听觉感受器的正常生理反应限度，或声音刺激长时间作用于听觉器官而引起的听觉阈限暂时提高的现象。由于实验中被试长时间听一个声音，会产生听觉适应和听觉疲劳现象，这会直接影响到阈限的测定。在实验中，笔者采用当主试呈现声音刺激时才戴上耳机，当主试在调节刺激声音的分贝时就把耳机取下的策略，这样可以较好的避免听觉适应现象。笔者还采用每完成一种频率的测试，就交换主试和被试的策略，这样可以较好的避免听觉疲劳现象。 4.3.3判断标准

实验中，被试判断标准的不一致也会引起误差，避免这一误差的方法之一是实验前要训练被试，使其掌握恰当的判断标准。 4.3.4被试的主观情绪

由于本实验需要重复多次，被试很容易产生焦躁的情绪，会在很大程度上影响实验结果，

所以实验中要注意及时休息，要求被试努力克服不良情绪。 4.3.5 听觉掩蔽效应

听觉掩蔽（auditory masking）是两个声音同时呈现时，一个声音因受到另一个声音影响而减弱的现象。在日常生活中经常可以遇到声音的掩蔽现象。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。而当时我们所处的环境是，实验室外面正在施工，噪音严重影响了我们的实验结果。尤其是8000HZ的时候，外面的噪音几乎和实验仪器发出的声音的一样的，这样严重影响被试的判断，这也是图1中最后8000HZ曲线上升的重要原因。4.4 结果分析

4.4.1 不同性别的被试听觉阈限不存在显著差异

在频率固定的情况下，影响被试听觉阈限的可能因素就是被试的生理因素。而男生和女生在听觉上的生理基础是一致的，这也就是为什么被试在性别上不存在显著差异。 4.4.2 不同频率下被试的听觉阈限存在显著差异

响度是听觉属性，是人耳对于声音强度反应的主观量。响度不仅和声压（声音的物理强度）有关，而且和音频有关。例如对两个频率分别为1000赫兹和100赫兹的声音，声压级虽然都是40分贝，但响度感觉却大不相同，1000赫兹声音要比100赫兹的声音响得多。所以，本实验中被试的听觉阈限会随着频率的升高而降低。

5 结论

（1）听觉阈限在不同频率下存在着显著差异，并且听觉阈限随着频率的增高而降低； （2）不同性别的被试的听觉阈限在同一频率下不存在显著差异。

参 考 文 献

[1] 郭秀艳．实验心理学．北京：人民教育出版社．2010．230-249

[2] 张厚粲，徐建平．现代心理与教育统计学．北京：北京师范大学出版社．2009．263-290 [3] 薛薇．SPSS统计分析方法及应用．北京：电子工业出版社．2010．144-163

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