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实验心理学复习题
实验心理学复习资料
——2013.11.27
一.反应时的种类和特点
1.根据刺激与反应的不同形式,一般可把反应时划分为简单反应时和复杂反应时。
2.简单反应时:
是给予被试单一的刺激,要求他做同样的反应。
被试的任务很简单,他预先已经知道将有什么样的刺激出现并需要做出什么样的反应。
简单反应的时间是比较短的。
3.复杂反应时:
是向被试呈现不同的刺激,要求他按照规定做出相应的反应。
(1)辨别反应时:
是指可能出现的刺激不止一个,但要求被试只对特定的某个刺激做出反应,需要对刺激进行辨别;
(2)选择反应时:
是指可能出现的刺激不止一个,对每一个刺激(随机)要求被试做出不同的反应。
4.一般来说,复杂反应时长于简单反应时,选择反应时比简单反应时长20-200ms,选择越多,则反应时越长,选择任务越复杂,则反应时越长。
二.反应时的实验要求
1.对被试的要求
从被试反应要求上看,应避免出现过早反应或其他错误的反应。
2.对刺激与反应对应关系的要求
选择反应时实验的要点是务必使选择反应数目和要辨别的刺激数目相等,即每一种反应必须是针对同它相应的预定刺激而做出的。
3.对实验环境条件的要求
在刺激呈现过程中,应避免一切对被试反应可能造成干扰的环境因素。
4.实验仪器性能的精确性和可靠性
反应时实验要求仪器具有较高的灵敏性,精确性和稳定性,测量结果应该能够精确到毫秒,且仪器性能稳定,可靠,保证实验结果能够准确的反映被试的认知加工过程。
三.简单反应时和复杂反应时控制假反应的程序
1.在刺激呈现之前就做出的反应称为“假反应”。
2.简单反应时控制程序:
设置空白实验,即插入“侦查刺激”,在实验过程中随机的插入几次只给“预备”信号,但不呈现刺激的实验操作,以观察被试是否会在接受到刺激时做出反应。
3.复杂反应时控制程序:
四.反应时的相减法
1.提出者:
唐德斯
2.理论内容:
用实验来测量包含在复杂反应中的辨别、选择等心理过程所需的时间。
在这种实验里,通常要安排两种不同的反应时作业,其中一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程,这个特定的心理过程即为索要测量的心理过程,二者在其余方面均相同,这两种反应时的差即为此过程所需时间。
唐德斯的相减法把反应分为三类,即A、B、C三种反应:
A反应,即简单反应,一般只有一个刺激和一个反应,如被试对一个灯亮做出一个按键反应,这种反应又称为基线时间(baselinetime),一方面它是最简单的反应,另一方面它又是复杂反应的成分或基本因素。
B反应,即选择反应,是复杂反应中的一种,在这类反应中,有两个或两个以上的刺激和相应于刺激的反应数。
也就是说,在一个实验中,对红光按A键、绿光按B、蓝光按C、白光按D,共有四个刺激和四个对应的反应。
在此类反应中,不仅要区别信号,而且还有选择反应,因而包括了刺激辨认的心理操作和反应的选择。
C反应,即辨别反应,是另一种形式的复杂反应。
B、C反应既有共同点:
具有两个或两个以上的刺激,又有区别之处:
C反应中只有一个刺激是要求有反应的,而其余刺激是不要求做出反应的。
所以C反应中仅有刺激的辨别。
综上,辨别RT=C-A,选择RT=B-C
唐德斯明确提出了反应时的成分说,即反应时包括了三个成分:
基线时间、辨别时间(indentificationtime)、选择时间(selectiontime)。
3.评价:
唐德斯的减数法在19世纪60年代到20世纪60年代,在实验心理学中占有很高的地位。
他的三成分说和减数法法则广泛应用于许多领域。
今天,认知心理学正是应用减数法反应时实验的数据来推论其现象背后的信息加工过程。
但是,使用这种方法要求实验者对实验任务引起的刺激与反应之间的一系列心理过程有精确的认识,并且要求两个相减的任务中共有的心理过程要严格匹配,这一般是很难的,大大限制了相减法的广泛应用。
相减法的典型实验:
心理旋转(有无提示、先后还是同时)、短时记忆的视听编码。
五.反应时的相加法
1.提出者:
斯滕伯格
2.理论内容:
加因素法反应时实验认为完成一个作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别需要时间的总和,如果发现可以影响完成作业所需时间的一些因素,那么单独地或者成对地应用这些因素进行实验,就可以观察到完成作业时间的变化。
3.实验:
短时记忆信息提取实验。
在实验中,先给被试看1-6个数字(识记项目),然后看1个数字(测试项目)并同时开始记时,要求被试判定此测试数字是否为刚才识记过的,按键做出是或否的反应,计时也随即停止。
这样就可以确定被试能否提取以及所需时间(RT)。
通过一系列实验,他从反应时的变化中确定了对提取有独立作用的四个因素,即测试项目的质量(优质的或低劣的)、识记项目的数量(1-6)、反应类型(肯定的或否定的)和每个反应类型的相对频率。
因此,短时记忆信息提取过程包含相应的四个独立的加工阶段,即刺激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段。
操纵变量的方法:
以在相同自变量的不同水平之间的反应时的不同,作为整个过程中的子阶段的时间测量。
根据实验数据得出方程式来间接判断两个因素之间是相互作用还是独立。
4.评价:
斯滕伯格首创的加因素法反应时实验,将反应时实验向前推进了一大步,并在很大程度上,对认知心理学的发展起着积极的影响。
但它也存在着一些弱点:
首先,它的基本前提是人的信息加工是系列加工而不是平行加工,这受到许多心理学家的质疑;其次,它的逻辑,即应用可相加和相互制约的效应来确认信息加工的阶段,是否可行也存在争议。
六.开窗实验的含义和程序
1.含义:
开窗实验是基于反应时技术而发展的一种实验范式,该范式运用了相减法和相加法的基本原理。
开窗实验能够比较直接的测量每个加工阶段的时间,而且能够明确的确定特定的加工阶段,最早的开窗实验是汉米尔顿和霍基的字母转换实验。
2.程序:
在字母转换实验中,主试向被试城县1-4个字母或字母串,而且在此字母串之后标有一个数字,并告诉被试,这一数字表明把该数字之前的字母或字母串中的每个字母都按英文字母表中的位置转换到该数字所指的位置上的字母。
如A+3=D,KENC+4=OIRG,要求所有转换结果一同说出。
具体程序为(以KENC+4为例):
最先呈现KENC+4,然后,4个字母相继呈现,被试自己按键操作,按第一下,出现K,计时开始,但看到K后,被试做出声转换,即说出L-M-N-O,然后按第二下,呈现E,再说出F-G-H-I,如此循环,直到4个字母全部呈现完毕并做出总的回答,即OIRG,计时结束。
在实验过程中出声转换的开始和结束都在时间记录中标出。
3.根据该实验的反应时数据,可以看出完成字母转换作业的3个加工阶段:
1、编码阶段,即从被试按键看到一个字母到开始出声转换所用的时间。
在这一阶段中,被试对所看到的字母进行编码并在记忆中找到该字母在字母表中的位置;
2、转换阶段,即转换所用的时间;
3、储存阶段,即从迁移个字母转换结束到按键看下一个字母的时间,在此阶段,被试将转换结果储存在记忆之中,并从第二个字母开始还需将转换结果加以归并和复述。
七.RTSAT现象和研究范式
1.反应时的速度与正确率权衡现象
被试有时会以牺牲准确率为代价去换取反应速度,有时则会以牺牲反应速度为代价去换取反应准确率,亦即被试能根据不同的实验要求或在不同的实验条件下,建立一个权衡反应速度与反应准确率的标准来指导他的反应。
这就是反应速度与准确率的权衡(speed-accuracytrade-off,SAT)。
指导语:
1、尽可能快的反应;2、在保证准确率的前提下尽可能快的反应。
2.研究范式:
在对反应时试验和SAT现象的研究过程中,研究者们利用SAT现象形成了一种不同于传统反应时实验的新实验范式,即SAT范式。
在SAT实验中,可以通过控制被试做出反应的时间长短作为实验自变量,测定在各种时间条件下的反应准确率,然后以反应时为横坐标,准确率为纵坐标,可得到一条速度与准确率权衡曲线。
二者的权衡关系在加工早期显著,当接近或达到A值之后,反应时延长,准确率变化不大。
八.阈限实验的特点
1、选择好刺激系列和反应系列
一般来说,刺激系列可以从零开始一直延伸到无穷大,而反应系列则比刺激系列要短些,因为有些刺激太弱不能引起感觉,有些又太强使得感觉器官受不了。
所以,刺激系列的范围可在对反应系列的预测基础上作合理的选择。
2、要尽量简化被试对刺激所作的反应
一般来说,在测定AL时,只要求被试探查刺激是否存在;在测定DL时,只要求被试判断两个刺激是否有差异。
如果被试对刺激所作的反应较复杂,则将会影响测定阈值的准确性。
假定A、B、C、D代表四种不同的物理刺激,则在心理物理法实验中被试应作如下反应:
(1)有A或无A;(AL)
(2)A=B或A≠B;(DL)
(3)A>B或A
(4)A=2B或C=1/2D;(比例量表,数量估计法)
(5)A-B=C-D;(等距量表,感觉等距法)
以上五种选择或判断都很简单,实验时,采取哪类选择应视情况而定。
3、测定的次数要多些
阈限不是一个突然的分界点,而是一个逐渐的过渡区,必须反复加以测量。
因此测定阈限时,一定要经过多次测验才能确定某一刺激强度是否是阈限值,一般都需要上百次,特别是恒定刺激法,所需次数更多。
但过多的测量容易引起被试的单调感和疲劳,实验中适当休息来加以调节。
九.最小变化法
又称为极限法、序列探索法、最小可觉差法等,是测量阈限的直接方法。
特点:
将刺激按照递增或递减的方式,以间隔相等的小步变化,寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。
既可测量AL,也可测量DL。
(一)测定AL
1、自变量:
刺激系列。
按照递增或递减系列交替呈现。
一般应选10-20个强度水平。
递增和递减刺激系列要分别测定50次左右(共100次),刺激应由主试操纵。
为了避免被试的定势作用,每次刺激呈现的起点应随机变化。
2、反应变量:
要求被试以口头报告的方式表示。
当刺激呈现之后,当被试感觉到有刺激就报告“有”,反之则报告“无”,主试以“有、无”或“+、-”记录被试的反应。
3、阈限的确定:
计算平均数,即是AL值。
4、误差及其控制:
使测定结果产生一定倾向的误差,称为常误(系统误差)。
误差的类型误差的含义判断方法控制方法
期望误差递增系列提前报告有用t检验比较两个序列切实掌握实验
递减系列提前报告无的平均阈限值,若差异显著,标准;采用
则存在这两种误差,若ABBA法;对
习惯误差递增系列坚持报告无M增递减系列坚持报告有若M增>M减,则存在习惯误差点做随机变化
练习误差经重复产生学习效果用t检验比较前后两部分结果,同上
导致反应敏感性提高若差异显著,说明存在这两种
疲劳误差因疲倦厌烦情绪导致误差,若M前>M后,则存在练习
反应变慢敏感性降低误差,若M前(二)测定DL
1、自变量:
每次呈现两个刺激,让被试比较,其中一个是标准刺激St,另一个是比较刺激Sv,前者固定,后者变化。
St和Sv可同时出现,St在每次比较都出现,Sv按照递增或递减系列,以测定AL相同的方法与标准刺激匹配呈现。
2、反应变量:
要求被试口头报告,一般有三类反应,将比较刺激与标准刺激加以比较,Sv>St,记做+;Sv=St,记做=;Sv当被试在比较时表示怀疑,记做?
。
3、DL的确定:
求得一系列数据。
公式为:
DL=(Lu-Le)/2
4、误差及控制:
控制期望和习惯误差、练习和疲劳误差之外,还要控制因St和Sv相继呈现而造成的时间误差,或者因St和Sv同时呈现而造成的空间误差。
可采用多层次的ABBA法来控制。
十.平均差误法
又称为调整法、再造法、均等法,是最古老且最基本的心理物理法之一,最适用于测量AL和等值,但也可用于测量DL。
特点:
呈现一个标准刺激St,让被试再造、复制或调节一个比较刺激Sv,使它与St相等;也可由主试调节Sv,让被试判断。
(一)测定AL
1、自变量:
让被试调整一个Sv与一个St相等。
此时St=0。
2、反应变量:
被试每次调整Sv与St相等的那个数值。
3、AL地确定:
所有的数求平均值即为AL。
(二)测定DL
1、自变量:
向被试呈现一个St,让其调整Sv。
Sv是一种连续变量,在被试认为接近时可反复调整,直到其认为满意为止。
2、反应变量:
被试每次调整的数值,即认为与St相等的数值。
3、DL估计值的计算:
用此法求DL,所的结果只是一个估计值,即平均常误AE,有两种方法:
a、把每次的调整结果x与主观相等点PSE的差的绝对值加以平均,作为DL的估计值,即AEm=Σ|x-PSE|/N,PSE即为数剧列全距的一半。
B、把每次的调整结果x与标准刺激St的差的绝对值加以平均,即AEst=Σ|x-St|/N。
(三)误差及其控制
动作误差:
即因为被试所采用的方式不同而产生的误差;视觉呈现:
产生因刺激呈现位置不同而导致的空间误差;继时呈现,则易产生时间误差。
控制:
一般多采用多层次的ABBA法,还可使Sv从小到大和从大到小两方面进行调整。
例:
以长度DL的测定为例。
实验用仪器是高尔顿长度分辨尺。
长尺中间有一分界线,分界线两侧各有一游标可以调节。
尺的背面有刻度,可向主试显示被试在比较标准St与Sv上的差异。
因为长度尺是视觉的,所以St设置的位置(左/右)不同,易产生空间误差,又因为Sv的初始状态不同(或长于或短于St),使得被试调整游标的动作方式(或向里或向外)不同,易产生动作误差。
可用如下方式进行实验。
St设置的位置
左
右
右
左
Sv初始状态
长短
短长
长短
短长
左/右表示St在长度尺的左侧/右侧,长/短表示Sv长于/短于St。
在整个实验中,St在左边或右边的次数各占一半,同时Sv长于或短于St的次数也要各占一半。
十一.恒定刺激法
又称为固定刺激法、正误法、次数法,是心理物理学中最准确、应用最广泛的方法,可用于测定AL、DL和等值,还可用于确定其他多种心理值。
特点:
恒定(范围95%-5%)、次数多、随即呈现、50%
具体做法:
(1)主试从预备实验中选出少数刺激,一般为5-7个,这几个刺激值在整个测定过程中是固定不变的;
(2)选定的每种刺激要向被试多次呈现,一般每种刺激呈现50-200次;(3)呈现刺激的次序事先须经随机安排,且不让被试知道。
若测定AL,无需St;若测定DL,则需包括一个标准值;(4)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。
(一)测定AL
1、自变量:
从略高于感觉到略低于感觉这一范围内选5-7个等距的刺激强度。
2、反应变量:
要求被试以口头报告表示,报告“有,无”,主试记录“+,-”。
3、AL的计算:
AL的计算:
方法很多,以测定两点阈为例来说明。
应用直线内插法求值。
在坐标纸上,刺激为横坐标,正确判断的百分数为纵坐标,画出坐标曲线。
再从纵轴50%处画出与横轴平行的直线,与曲线相交于一点,再从此点向横轴画垂线,与横轴相交处就是两点阈。
直线内插法:
若A(x1,y1),B(x2,y2)为两点,则点P(x,y)在上述两点确定的直线上,点P反映的变量遵循直线AB反映的线性关系。
K=(y-y1)/(x-x1)=(y2-y1)/(x2-x1)
(二)测定DL
1、自变量:
让被试将Sv与St加以比较,在St上下一段距离内确定5-7个刺激强度作为Sv,等距刺激,随机呈现,刺激对间隔时间要长。
2、反应变量:
要求被试以口头报告表示,三类反应(+,-,=)和两类反应(+,-)。
3、DL估计值的计算
A、三类反应
直线内插法,DL=(Lu-Le)/2
B、二类反应
同上
十二.信号检测论的相关概念
信号检测论的含义:
在心理学中,信号检测论是一种既能测量被试的反应倾向,又能测量被试的辨别能力的现代心理物理法。
信号检测的实质是有意识地利用信号和噪音的统计特性尽可能地抑制噪音,从而提取信号。
统计决策理论:
是信号检测论的数学基础。
决策标准:
进行反应的判定标准,大于此标准则报告“有”,小于此标准则报告“无”
噪音:
对信号检测起干扰作用的背景称为噪音。
先定概率(先验概率):
N和SN各自出现的概率,称为先定概率(先验概率)
在信号检测实验中,被试对有无信号出现的判断,可以有4种结果:
1、击中。
当信号出现时(SN),被试报告“有”,称为击中(hit),以y/SN表示。
把这个判定的概率称为击中的条件概率,以P(H)或P(y/SN)表示。
2、虚报。
当只有噪音出现时(N),被试报告“有”,称为虚报(falsealarm),以y/N表示。
把这个测定的概率称为虚报的条件概率,以P(FA)或P(y/N)表示。
3、漏报。
当有信号出现时(SN),被试报告“无”,称为漏报(失察,miss),以n/SN表示。
把这个判定的概率成为漏报的条件概率,以P(M)或P(n/SN)表示。
4、正确否定。
当无信号而只有噪音出现时(N),被试报告“无”,称为正确否定(correctrejection),以n/N表示。
把这个判定的概率称为正确否定的条件概率,以P(CR)或P(n/N)表示。
两个独立指标:
似然比β:
β=O击中/O虚报
辨别力指数d‘=Zsn-Zn
十三.信号检测论有无法和评价法的实验程序
(一)有无法
基本程序:
当主试呈现刺激以后,让被试判断刚才呈现的刺激中有无信号。
事先主试要规定在这轮实验中SN和N呈现的先定概率,并且和判定结果的奖惩办法以及对被试的要求一并说明,然后根据被试对呈现回答的四种结果来估计P(y/SN)和P(y/N)。
y
N
SN
f1
f2
N
f3
f4
P(y/SN)=f1/(f1+f2)
P(y/N)=f3/(f3+f4)
主试可以通过改变先定概率P(SN)和P(N),改变判定结果的奖惩办法,以及改变指导语等来改变被试采用的判定标准。
每种标准至少要做百次实验,才可取得较稳定的结果。
根据每一标准所得的实验结果f1、f2、f3、f4方阵,根据每一个方阵来估计每一对P(y/SN)和P(y/N)。
(二)评价法
让被试在每次实验中对自己的判断做出评价。
如果他报告“有信号”,还要求他对这个判断有多大把握做出评价。
例如,5等级,5代表最有把握,1代表最没有把握。
十四.为什么说信号检测论是传统心里物理法的发展
传统心理物理法用最小变化法、平均差误法和恒定刺激法三种方法来测定AL和DL,并以阈限值的倒数表示感受性的大小,阈限值越小,感受性越高。
但是,传统方法中往往是感受性和被试反应的主观因素相混合。
例如最小变化法中出现的期望和习惯误差,使得阈限值因人而异。
为了提高科学性和可靠性,传统心理物理法想方设法通过各种手段来消除如动机、态度等主观因素的影响,但无法根本排除。
这种情况的出现,以前认为是实验条件和方法的不同造成的,实际上,最根本的问题是无法把感受性的测量和被试的动机、态度等主观因素所造成的反应偏好区分开。
而信号检测论刚好能解决这个问题,所以说信号检测论是心理物理法的新发展。
十五、视觉实验的变量
(一)自变量
1、刺激变量:
具有多项目多维度的特点。
在项目上,实验者可以选择的刺激有系列亮度,可见光谱中各段的色光。
在维度上,可选择的内容有刺激的时间维度——一组具有不同频率或不同波长的刺激,刺激的空间维度——一组等能量光的面积或不同的观视距离。
视觉实验堆仪器的要求甚高。
2、环境变量:
也可作为一类自变量,目的在于使标准刺激恒定,或改变对比效果。
3、机体变量:
视敏度、辨别力、年龄、机体状态;或人为变更同一被试的某些特征,例如,让被试用单眼,或遮住鼻侧或颞侧视野。
(二)因变量
不如自变量控制严密,根据实验而定其形式,但要准确记录,注意操作技术,防止暗示。
(三)无关变量
1、刺激变量属于哪类连续体要明确。
光亮在感觉上是等级连续体(量的连续体),而色光是非等级连续体(质的连续体),实验时应当注意采用不同的方法。
2、累积效应是视觉研究中一个较为突出的问题。
累积效应是对人体(或生物)有影响的环境条件或有关因素(如药物等),多次暴露所造成的生物效应的累积或叠加。
通常有三种情况:
一种是多次暴露的效应形式的简单相加;一种是形成比简单相加更为重的效应;一种是比简单相加更为轻的效果。
所以要注意刺激时间、面积在视网膜作用点产生的此种效应。
3、注意刺激强度的变化是属于明视还是暗视阶段,刺激的投射点是在网膜的中央窝还是边缘。
十六、闪光融合临界频率的实验程序和结果
持续的闪光因为频率的增加而使人感到是一个完全稳定的或连续的光,称为闪光融合。
闪烁刚刚达到融合时的光刺激间歇的频率称为闪光临界融合频率,它是人眼对光刺激时间分辨能力的指标,是物理刺激与生理心理机能相互作用的结果,是受刺激的时空因素以及机体状态制约的感觉过程。
不同人CFF差异很大,但一般为30-55Hz。
转盘闪烁方法,即用制成扇形的圆盘在光源前旋转来测定(最早的方法)。
缺点:
光源来自外部,出现反射,亮度控制较差,频率测量有时也不太准确。
现代电子技术的发展使CFF测定有更完善的仪器。
实验者可以随意呈现由不同电脉冲组成的刺激,并精确记录频率。
程序:
亮点闪烁仪:
实验中被试用左眼靠近闪烁仪观察口,手指分别按+、-键,并根据闪烁情况做相应的调整,原来闪烁的按前者,不闪烁的按后者,在闪与不闪附近可以反复调节直至确认最接近临界频率为止,按确定键。
每轮共四次测试,按ABBA顺序呈现刺激,当左眼结束四次后,换右眼,重复测试直至,测试结束。
影响因素
CFF是很复杂的现象,是一种较有用的视觉生理指标。
(1)光相的强度。
闪光在时间和强度上可分为两相,一为暗相,一为光相。
假设暗相强度为0,则CFF与光相强度的对数呈正比,即n=algI+b,称为费里-波特律,适合于中等强度。
(2)刺激面积。
小面积CFF低于大面积CFF,CFF随着闪光照射的区域面积增大而增大,也可用公式表示:
n=clgA+d,证明空间累积的存在。
例如,用4个小点同时闪亮测定CFF,再用1个点闪光测定CFF,则前者大于后者,因为前者刺激面积大。
(3)棒体细胞和锥体细胞的CFF不同。
总体来说,刺激区域小时,CFF在中央窝处高,表明锥体细胞有较高的视敏度。
另外,一些附加刺激的作用,如声音、味觉、嗅觉等刺激都可以改变CFF。
一些材料表明,年龄、疲劳、缺氧等因素都影响CFF,55岁以上的人相对较低,视觉疲劳及缺氧也会降低CFF。
十七、听觉实验的变量
(一)自变量
声音刺激(具有恒定性、辨别性和可控性)。
例如,声源定位实验,音笼
(二)因变量
不同的实验有不同的选择和确定。
研究方法中所讲述的法则都适用,如反映实验目的和要求,可以用指导语详细解释,必须明确辨别和准确测量等。
(三)无关变量
1、机体变量:
性别、年龄、智力、身心状态;
2、操作变量:
相对无噪音环境——隔音室;单耳、双耳的使用;仪器选择,如听力计、录音机。
十八、各种量表的制作
1、音高量表
在可听范围内把音高从低到高分成等级制成一种音高量表,可采用二分法和多分法两种方法,显示了音高随着频率而变化的函数关系。
例如,多分法,让被试将一个可变纯音的音高调到标准音高的1/2或2倍,求得相应的频率。
一般指定40分贝的1000Hz纯音的音高1000美作为参照,当乐音为500美时相应频率为558Hz,乐音为2000美时为2100Hz。
以此推测,便可求得整个可听范围的音高量表。
二分法,S1和S5刺激,调出S3,S5-S3=S3-S1,再调出S2、S4,则S5-S4=S4-S3=S3-S2=S2-S1,然后求得各点相应的频率值。
2.响度量表
响度是一种听觉