Name: measuring auditory thresholds with staircase testing
Uploaded: 2023-04-30T06:47:35.000Z
Duration: 6 min 48 s
Channel: JoVE

K12 Standards

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

High School

Physical Science

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

the-staircase-procedure-for-finding-a-perceptual-threshold

The Staircase Procedure for Finding a Perceptual Threshold

(1) Reize und Ausrüstung
<ol>
	<li>Dieses Experiment erfordert einen Computer mit experimentellen Basissoftware sowie eine Reihe von Kopfhörern und einem relativ ruhigen Testraum (Schallschutz ist nicht erforderlich).</li>
	<li>Die Reize des Experiments werden Töne mit Frequenzen von 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz und 6 kHz. Menschliche Gehör ist am besten in diesem Frequenzbereich.</li>
	<li>Im Verlauf des Experiments wird die Lautstärke der Töne im Bereich von 1 bis 40 dB, adaptiv variiert werden, wie klar im Zusammenhang mit der experimentellen Design, um die minimalen wahrnehmbaren Lautstärke an jedem der sechs Frequenzen zu messen sein wird.</li>
</ol>
(2) design
<ol>
	<li>Das Experiment umfasst sechs Blöcke, eine für jede der sechs Frequenzen. Und zwar deshalb, weil menschliche Schwellenwerte nicht für alle Frequenzen gleich sind. Das heißt, wird die Schwelle unabhängig für jede der sechs Frequenzen gemessen werden. Der folgende Entwurf wird sechs Testprogramme erzeugen.</li>
	<li>Programm das Experiment eine bestimmte Frequenz während jeder Prüfung zu präsentieren.<ol>
		<li>In jeder Prüfung wird der Teilnehmer Aufgabe zu berichten sein, unabhängig davon, ob sie den Ton präsentiert hörte. Verwenden Sie die 'Y'-Taste, um "Ja" Antworten zu geben und die ' n '-Taste, um "Nein" Antworten zu geben.</li>
		<li>Das Experiment beginnt immer mit einem sehr geringen Mengen Ton-One, die der Teilnehmer nicht wahrnehmen sollte. Programm der erste Ton, ein Volumen von 2 dB 200 MS gespielt zu haben.</li>
		<li>Wann immer eine "Ja" Antwort erzeugt wird, wird das Volumen in den nächsten Versuch um eine Stufe gesenkt werden, und wann immer eine "Nein" Antwort erzeugt wird, wird sie um eine Stufe erhöht werden. Es ist somit möglich, das experimentelle Design als ein Flussdiagramm, visualisieren wie in Abbildung 1dargestellt. Töne werden immer für eine Dauer von 200 ms ausgetragen.</li>
		<li>Enthalten Sie 30 Studien im Experiment.</li>
		<li>Um die Teilnehmer visuell beschäftigt zu halten, zeigen Sie die Worte "Ja oder Nein? an" auf dem Bildschirm nach jeder Ton gespielt wird.</li>
		<li>Generieren Sie sechs experimentelle Programme wie dieses, eine für jede der sechs Frequenzen zwischen 1 und 6 kHz.</li>
		<li>Achten Sie darauf, dass das Programm gibt die Lautstärke des Tons auf jeden Versuch und die Reaktion der Teilnehmer geliefert präsentiert.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10231/10231fig1.jpg"> 
Abbildung 1: Ein Flussdiagramm für die Gestaltung eines Experiments mit dem auditiven Treppe Verfahren. Die erste Studie immer beinhaltet einen Ton gespielt auf einem unhörbaren Volumen von 2 dB. Da die Teilnehmer diesen Ton nicht erkennen sollte, wird ein "Nein" beantwortet, und das Volumen in den nächsten Versuch erhöht werden, um 1 dB (um 3 dB). Jede Prüfung (einschließlich und) nach dem zweiten geht mit derselben Richtlinie: Wenn eine Antwort "Ja" vom Teilnehmer angegeben wird, wird das Volumen in den nächsten Versuch um 1 dB reduziert. Und wenn eine "Nein" Antwort angegeben wird, wird die Lautstärke in den nächsten Versuch erhöht um 1 dB. Ein Experiment wird 30 Versuche pro Frequenz umfassen.
(3) Verfahren
<ol>
	<li>Beachten Sie, dass man leicht selbst testen kann.</li>
	<li>Bevor die Teilnehmer am Kopfhörer setzt, erklären Sie die Anweisungen wie folgt:<ol>
		<li>"Dieses Experiment soll Ihre Hörschwelle, das weichste oder leisesten Geräusch zu messen, die Sie wahrnehmen können. In jeder Studie der Computer spielt einen Ton über die Kopfhörer, und alles, was Sie tun müssen, ist drücken Sie "Y" Taste Wenn Sie den Ton gehört, oder die n-Taste, wenn Sie nicht. Es ist okay, die ' n '-Taste drücken. Einige der Töne werden sehr weich, und wir erwarten nicht, dass Sie immer, sie zu hören. Einfach ehrlich zu antworten Sie, und geben Sie Ihr Bestes. Das Experiment umfasst sechs Blöcke mit 30 Studien. Alle sechs Blöcke dauert nur ca. 10 Minuten, inklusive Pausen dazwischen."</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wenn die Teilnehmer bereit ist, starten Sie das erste Programm, für die 1-kHz-Signalton.</li>
	<li>Sie können den Raum verlassen, während der Teilnehmer das Programm beendet ist. Schloß die Tür, wenn möglich, um externen Geräusche zu minimieren.</li>
	<li>Nachdem das erste Experiment abgeschlossen ist, bitten Sie die Teilnehmer, wenn sie irgendwelche Fragen hat. Ich ließ eine Pause für 1-2 min, entfernen die Kopfhörer während dieser Zeit.</li>
	<li>Nun führen Sie das Programm für die 2 kHz-Töne.</li>
	<li>Und 3.4-3.6 wiederholen, bis alle sechs Töne getestet wurden.</li>
</ol>
4. Analyse der Ergebnisse
<ol>
	<li>Um die Ergebnisse zu analysieren, eine separate Tabelle für jede der sechs Experimente zu machen.</li>
	<li>Die Tabelle ist die raw-Ausgabe vom experimentellen Programm. Es sollte die Prüfungsnummer, die Lautstärke des Tons vorgestellt und die Reaktion der Teilnehmer geliefert. Abbildung 2 zeigt, wie ein Teil der Tabelle für die ersten 10 Studien mit einem Ton von 1 kHz aussehen wird.</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10231/10231fig2.jpg"> 
Abbildung 2: Ein Beispiel für eine Tabelle, die die erforderlichen Ausgänge vom auditiven Treppe Experiment enthält. Beachten Sie, dass die übermittelten Daten für ein einzelnes Thema (mit der Bezeichnung Thema #1) und für eine einzelne Frequenz (1000 Hz) sind. Die Tabelle besteht aus drei Spalten: die Prüfungsnummer, die Lautstärke des Tons auf Testzeitraum (in dB) und die Antwort der Teilnehmer vorgestellt.
<ol start="3">
	<li>Stellen Sie sicher, dass das Programm ordnungsgemäß funktioniert hat-d. h., die "Ja" Antworten führten zu einem Rückgang der Volumen, und dass keine Reaktionen hergestellt im Volumen erhöht.</li>
	<li>Nun, ein Diagramm zu machen: die X-Achse sollte die Prüfungsnummer und die Y-Achse sollte die Lautstärke des Tons auf diese Studie präsentiert plot. Abbildung 3 zeigt ein Beispiel.</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10231/10231fig3.jpg"> 
Abbildung 3. Probieren Sie Ergebnisse von einem einzelnen Teilnehmer und mit einem einzigen Ton. Die Grafik zeichnet das Volumen des Tones gespielt, in dB, in Abhängigkeit von der Prüfungsnummer für jede der 30 Studien. Die Haupt-Muster ist, dass der Teilnehmer einen Ton in den ersten Studien nicht hören kann, produziert eine Reihe von "Nein" Antworten und Mengensteigerungen aufgefordert, bis die Hörschwelle erreicht ist. An diesem Punkt der Teilnehmer bewegt sich hin und her zwischen "Nein" und "Ja" Antworten, so dass des Forschers identifizieren der Ort an dem ersten klingt nachweisbar geworden.
<ol start="5">
	<li>Erstellen Sie ein Diagramm wie folgt für jeden Ton.</li>
	<li>Jetzt durchschnittlich spielten zusammen die Volumen während der letzten zehn Versuche des Experiments für jeden Ton. Der ermittelten Wert nennt man die "Volumen Schwelle'.</li>
	<li>Abbildung 4 ist ein Beispiel für die Volumen-Schwelle in Abhängigkeit der Tonhöhe.</li>
</ol>

Die Hauptanwendungen des Verfahrens auditive Treppe gehört zu Hörschäden zu beurteilen. Jenseits der normalen Alterung, können Hörschäden durch Schäden am Innenohr, Hirnschäden und Krankheit verursacht werden. Hörschäden betrifft oft, bestimmte Frequenzen mehr als andere. Die Treppe-Methode kann verwendet werden, um festzustellen, ob jemand vor allem schlechte Gehör in einem engen Frequenzbereich besitzt, welche durch mehr als normale Alterung verursacht Hörschäden zu vermuten wäre. Abbildung 6 Graphen a...

das treppenstufenverfahren zur bestimmung der wahrnehmungsschwelle

Quelle: Labor von Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University
Psychophysik ist die Bezeichnung für eine Reihe von Methoden in Wahrnehmungspsychologie entwickelt, um die tatsächliche Intensität der Reize auf ihre Wahrnehmung Intensität beziehen. Ein wichtiger Aspekt der Psychophysik umfasst die Messung der perzeptuellen Schwellenwerte: wie hell muss ein Licht für eine Person in der Lage sein, sie zu erkennen sein? Wie wenig Druck auf die Haut aufgetragen ist nachweisbar? Wie weich kann einen Ton sein und immer noch zu hören? Anders ausgedrückt: Was sind die kleinsten Mengen der Stimulation, die Menschen spürt? Das Treppenhaus-Verfahren ist eine effiziente Methode zur Identifizierung einer Person Wahrnehmungs-Schwelle.

Dieses Video veranschaulicht Standardmethoden für die Anwendung der Treppe Verfahren zur Identifikation einer Person Hörschwelle, d. h. die minimalem Volumen für einen Ton wahrgenommen werden.

Die Treppe-Verfahren soll den Teilnehmer auf einen Datenträger zu bringen, an dem sie gerade noch einen Ton hören können. Dies wird erreicht durch, woraufhin eine Reihe von "Nein" Antworten in den ersten paar versuchen. Sobald eine Antwort "Ja" produziert wird, ist das Ziel, halten die Lautstärke gespielt in der Nähe jener, der die erste "Ja" entlockte. Dies geschieht durch die Lautstärke zu verringern, wenn "Ja" beantwortet wird. Dadurch entsteht eine Muster, in der die Lautstärke steigt stetig in den ersten paar versuc...

Das Treppenstufenverfahren zur Bestimmung der Wahrnehmungsschwelle

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
Psychophysics is the name for a set of methods in perceptual psychology designed in ...

Ein Zweig der Wahrnehmungspsychologie, die Psychophysik, befasst sich mit der Beziehung zwischen der tatsächlichen Intensität eines Stimulus und seiner wahrgenommenen Intensität. Genau wie die tatsächlichen Ebenen können auch die Wahrnehmungspegel gemessen werden: wie hell ein Licht sein muss, damit es wahrgenommen wird, oder wie leise ein Klang sein kann, damit er gehört wird. Zum Beispiel hört jemand, der darauf wartet, dass das Abendessen serviert wird, möglicherweise nicht, dass es fertig ist, wenn er sich am Fuße der Treppe befindet. Sie müssen ein paar Stufen steigen, bevor sie etwas hören, und vielleicht sogar noch ein paar mehr, um die Klänge zu interpretieren. Diese dynamische Anpassung ist das Konzept hinter dem Treppenverfahren, bei dem die minimal wahrgenommene Intensität zuverlässig bestimmt werden kann, indem die Stimulationsmenge nach oben oder unten erhöht oder verringert wird. Dieses Video zeigt, wie man das Treppenbauverfahren entwirft und umsetzt, insbesondere um die Hörschwellen zu messen – die minimale Lautstärke, die erforderlich ist, damit ein Ton wahrgenommen wird. In diesem Experiment werden Töne über Kopfhörer in sechs verschiedenen Frequenzen oder Tonhöhen dargestellt: 1,6 kHz - alle innerhalb des menschlichen Hörbereichs. Da unsere Schwellenwerte nicht für alle Frequenzen gleich sind, werden sechs Blöcke verwendet, um jeden unabhängig voneinander zu testen. In jedem Block wird die Frequenz für 200 ms bei Lautstärken von 2 bis 40 dB kurz dargestellt. Der erste Ton wird mit der geringsten Lautstärke von 2 dB abgespielt, ein Pegel, den der Teilnehmer nicht wahrnehmen soll. Wenn dies der Fall ist, wird die Lautstärke beim nächsten Versuch um eine Stufe von 1 dB erhöht. Auf der anderen Seite, wenn es auffällig ist, wird die Lautstärke um eins verringert. Dieses Verfahren wird in 30 Versuchen wiederholt, was zu treppenartigen Volumenänderungen führt. Die abhängige Variable sind die Teilnehmer? ob sie den Ton gehört haben oder nicht. Diese Informationen werden dann mit den Volumenintensitätsdaten kombiniert, um die Wahrnehmungsvolumenschwelle bei jeder Frequenz zu bestimmen. Um das Experiment zu beginnen, begrüßen Sie den Teilnehmer im Labor und lassen Sie ihn bequem vor dem Computer sitzen. Erklären Sie die Aufgabenanweisungen: Bei jedem Versuch spielt der Computer einen Ton über die Kopfhörer ab, woraufhin Sie aufgefordert werden, die Taste "Y" zu drücken, wenn Sie den Ton gehört haben, oder "N", wenn Sie den Ton nicht gehört haben. Erlauben Sie dem Teilnehmer, die Kopfhörer aufzusetzen, starten Sie die Versuche, die mit dem 1-kHz-Ton verbunden sind, und dann den Raum verlassen. Nachdem der erste Block von sechs Frequenzen abgeschlossen ist, kehren Sie in den Raum zurück und bitten Sie den Teilnehmer, die Kopfhörer abzunehmen. Beantworten Sie alle Fragen, die sie haben, und geben Sie ihnen eine 2-minütige Pause. Wenn die Zeit abgelaufen ist, lassen Sie den Teilnehmer die Kopfhörer wieder aufsetzen, um mit den Versuchen im Zusammenhang mit dem nächsten Ton zu beginnen. Wiederholen Sie die Schritte, bis alle sechs Töne getestet wurden. Um die Ergebnisse zu analysieren, erstellen Sie für jeden getesteten Ton eine separate Datentabelle mit einer Spalte für die Versuchsnummer, den Lautstärkepegel und die Antworten des Teilnehmers. Stellen Sie während der ersten Versuche sicher, dass sie mit einer Reihe von Neins reagierten, was darauf hindeutet, dass die Töne zu Beginn nicht hörbar waren, was dann zu einer Erhöhung der Lautstärke bis zum Erreichen der Hörschwelle hätte führen müssen. Stellen Sie nach der Überprüfung die Lautstärke grafisch dar, die bei jedem Versuch jedes Blocks abgespielt wird, wie hier für 1 kHz gezeigt. Wenn die auditive Schwelle erreicht war, beachten Sie, dass der Teilnehmer zwischen "Nein" und "Ja" hin und her wechselte, was es ermöglicht, zu erkennen, welche Geräusche zuerst wahrnehmbar wurden. Die zentrale Tendenz dieser engen Spanne ist ein Maß für die Schwelle. Um den Lautstärkeschwellenwert bei jedem Ton zu berechnen, mitteln Sie den Durchschnitt der letzten 10 Versuche jedes Blocks und stellen Sie die Ergebnisse grafisch dar. Beobachten Sie, wie dies mit zunehmender Häufigkeit zunahm; Mit anderen Worten, tiefe Töne waren leichter zu hören als hohe, was auf die Schwingungseigenschaften der Filamente und Knochen des Ohrs zurückzuführen ist. Nachdem Sie nun mit dieser effizienten Methode zur Ermittlung von Wahrnehmungsschwellen vertraut sind, schauen wir uns an, wie sie zur Untersuchung des sensorischen Verfalls im normalen Altern und bei Exposition gegenüber lauten Darbietungen verwendet wird. Das Treppenbauverfahren wurde von Forschern verwendet, um zu untersuchen, wie sich die Hörschwelle mit zunehmendem Alter des Menschen verändert. Im Allgemeinen stellten sie fest, dass die Lautstärkeschwellen mit zunehmendem Alter zunahmen. Das heißt, für Personen im Alter von 60 Jahren musste ein hochfrequenter Ton viermal so laut sein, wie er für Personen im Alter von 20 Jahren hörbar wäre. Mit ähnlichen Methoden verglichen die Forscher auch die Lautstärkeschwellen von Menschen mit normalem Gehör mit denen von Menschen mit Beeinträchtigungen, um die Art der Defizite zu identifizieren. Bestimmte Frequenzen waren betroffen, z. B. bei 4 und 5 kHz, während andere normal waren, was darauf hindeutet, dass Krankheit oder Schädigung die Ursache ist, nicht das Altern. Darüber hinaus kann der Ansatz verwendet werden, um die Folgen verschiedener Arten von Erfahrungen auf das auditorische System zu bewerten. Zum Beispiel haben Studien einen Schwellenansatz verwendet, um die Auswirkungen des Hörens von lauter Heavy-Metal-Musik während eines Konzerts zu bewerten. Als Forscher Menschen kurz vor dem Besuch eines Konzerts und eine halbe Stunde danach testeten, stellten sie fest, dass Heavy Metal die Lautstärkeschwelle für Geräusche erhöhte. Rockmusik kann also schwerhörig machen! Sie haben sich gerade das Video von JoVE über die Treppenabnahme angesehen. Jetzt sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine Wahrnehmungsschwellenaufgabe entwerfen und das Experiment ausführen sowie die Ergebnisse analysieren und bewerten. Danke fürs Zuschauen!

Education

Lehre

JoVE Science Education

Psychology

Psychologie

Sensation and Perception

Empfindung und Wahrnehmung

measuring auditory thresholds with staircase testing

Psychophysics studies how the physical strength of a stimulus relates to what people actually perceive. It focuses on perceptual thresholds, which are the smallest amounts of stimulation a person can sense. Examples include the brightness needed to see a light, the pressure needed to feel touch, and the softness of a sound that can still be heard.

The staircase procedure is an efficient method for finding a perceptual threshold. Here, the stimulus is adjusted step by step based on a person’s response. The method helps identify when a signal first becomes detectable.

This demonstration uses hearing as the example and measures auditory threshold. Auditory threshold is the minimum volume needed for a tone to be perceived. The standard staircase procedure shown here provides a clear way to test that threshold in perceptual psychology.

Measuring Auditory Thresholds with Staircase Testing

measuring-auditory-thresholds-with-staircase-testing

color afterimages

Color Opponency and Afterimages

Color afterimages show how the brain uses opponent color signals to process vision. Human color vision can separate millions of hues, even though it depends on fairly simple hardware. A key part of that ability comes from an opponent system in the brain. In an opponent system, the presence of one kind of color signal is treated as evidence for the absence of another. The absence of one signal can also count as evidence for the other. For example, some brain cells respond when blue is present...

finding your blind spot and perceptual filling-in

finding-your-blind-spot-and-perceptual-filling-in

How the Brain Fills In the Blind Spot

The blind spot is a gap in vision created by the retina and optic nerve. The retina contains light-sensitive cells that detect light and send signals to the brain through the optic nerve, a bundle of neural fibers. In each retina, there is one area in the periphery where these outputs collect and the optic nerve exits. That spot has no photosensitivity, so light that lands there does not create a signal. This means humans have a blind spot, or a place in the visual field where incoming stimuli...

perspectives on sensation and perception

Sensory Illusions in Perception

Sensation and perception explain how the brain turns sensory signals into what we see, hear, feel, and taste. Sensation is the process of transducing signals from sensory organs, such as the eyes. Perception is how the brain interprets those messages. This field has a long history that reaches back to the 19th century. During that time, scientists made major progress in understanding the properties of light and how they connect to the visual system. Those findings helped shape modern ideas...

motion-induced blindness

Visual Awareness Through Motion Illusion

Visual awareness and motion-induced blindness show how the brain shapes what people see. In visual perception and sensation, what appears in the world is not a direct copy of physical reality. People may miss real objects, see things that are not there, or see them in a distorted way. Scientists use the word awareness to mean what people actually perceive. To study awareness, vision researchers often rely on illusions and misperceptions. These cases help reveal how the brain builds experience...

the rubber hand illusion

Body Mapping and the Rubber Hand Illusion

The Rubber Hand Illusion shows how the brain builds a map of the body in space. This body map helps people reach for objects, walk without hitting obstacles, and sit down without missing a chair. It depends on proprioception, which is the brain's sense of where the limbs are based on control and feedback signals. The brain does not rely on proprioception alone. It also uses vision, touch, and even sound to represent body parts in space. The classic illusion, first described by Botvinick and...

the ames room

How the Ames Room Warps Depth

The Ames Room is a visual illusion that changes how people judge depth and size. It is built to show how the brain uses assumptions to recover three-dimensional space from a two-dimensional image on the retina. The retina is the light-sensitive tissue inside the human eye. Light from objects in the world reflects onto the retina and creates patterns of stimulation. Objects that are side-by-side in the world usually create side-by-side stimulations on the retina. Distance is harder to recover,...

inattentional blindness

Visual Attention and Missed Objects

Visual attention helps determine which parts of the visual world the brain processes and how well it processes them. Because attention is limited, people cannot take in everything at once, even when an object is right in front of them. Researchers began showing this effect in the 1960s. Ulrich Neisser demonstrated that people can miss visible objects when their attention is distracted. Later, in the 1980s and 1990s, Arien Mack and Irvin Rock built on that work and developed a simple way to...

spatial cueing

Measuring Visual Attention with Cues

Visual attention is the limited ability to focus on some information while ignoring other stimuli in the environment. It is studied in many senses, including vision, hearing, touch, taste, and smell. Researchers most often examine it in vision because it is easy to test with controlled displays. A common method is the spatial cueing paradigm. In this task, a cue appears to guide attention toward one location, and researchers measure what happens when attention is focused there instead of...

the attentional blink

Measuring Visual Attention Lapses

Visual attention is needed to recognize a stimulus. Early in vision, objects are not seen as whole objects. They are processed as features such as lines, corners, texture changes, color, and light. Attention helps later processing combine those features into something the brain can identify. This makes attention a major topic in vision research. A key question is how people sustain attention over time. Sustained attention means keeping focus from moment to moment. It takes effort, especially...

crowding

Peripheral Vision and Letter Crowding

Peripheral vision and letter crowding are shown in this high school science video. The lesson connects how the eye samples light with why objects are harder to recognize at the edge of vision. Human vision depends on light-sensitive neurons in the back of the eye called the retina. These neurons are rods and cones, named for their shapes. They are not spread evenly across the retina. The center region, called the macula, has a dense pack of cones. Cones are especially concentrated in the...

the inverted-face effect

Face Recognition and Upside-Down Faces

Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

the mcgurk effect

How Lip Reading Shapes Speech Perception

Speech perception depends on both hearing and vision. In many face-to-face conversations, the mouth gives strong visual clues about what a person is saying. Those clues can help the brain sort out speech sounds that are hard to hear clearly. This reliance on visual input is one reason spoken language is easier to understand when the speaker’s face is visible and close up. The mouth can sometimes provide better information than the sound alone. When the brain combines what it sees with what it...

just-noticeable differences

Measuring Size Changes with JND

Psychophysics studies how physical changes become neural signals and mental ideas about magnitude. A key idea in this field is the just-noticeable difference, or JND. A JND is the smallest change people can perceive. Size is a clear way to study JND. Small changes in a child’s height may go unnoticed from day to day. After a longer absence, such as a return from sleep-away camp or a visit after many weeks, those same small changes can seem obvious because they have added up. Researchers...

the staircase procedure for finding a perceptual threshold

Psychophysics studies how the physical strength of a stimulus relates to what people actually perceive. It focuses on perceptual thresholds, which are the smallest amounts of stimulation a person can sense. Examples include the brightness needed to see a light, the pressure needed to feel touch, and the softness of a sound that can still be heard. The staircase procedure is an efficient method for finding a perceptual threshold. Here, the stimulus is adjusted step by step based on a person’s...

object substitution masking

Visual Masking with Object Substitution

Visual masking describes cases where one image is presented, but an observer does not perceive it because a second image appears. In vision science, this kind of interference helps researchers study how the brain selects and stores visual information. Object substitution masking is a surprising form of visual masking. It became an important topic in vision research after it was discovered relatively recently, around 1997, by Enns and Di Lollo. The effect has been studied because it shows that...

sensation and perception

Diese Sammlung befasst sich mit einer Vielzahl von Verfahren, mit denen man untersucht, wie das Gehirn unsere komplexe sensorische Welt verarbeitet und Probleme löst, die das Bewusstsein und die visuelle, taktile und auditive Wahrnehmung betreffen.

Learn how psychophysics uses the staircase procedure to measure perceptual thresholds, including the minimum volume needed to hear a tone.

Measuring Auditory Thresholds with Staircase Testing | JoVE K12

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-2.

Jonathan Flombaum

Overview

Experimental Design

Running the Experiment

Representative Results

Applications

Summary

Travelling Waves

A wave is a disturbance that propagates from its source, repeating itself periodically, and is typically associated with simple harmonic motion. ...

Wave Parameters

The simplest mechanical waves are associated with simple harmonic motion and repeat themselves for several cycles. These simple harmonic waves can be ...

Equations of Wave Motion

Mathematically, the motion of a wave can be studied using a wavefunction. Consider a string oscillating up and down in simple harmonic motion, having a ...

Graphing the Wave Function

Consider the wave equation for a sinusoidal wave moving in the positive x-direction. The wave equation is a function of both position and time. From the ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14721.jpg

Velocity and Acceleration of a Wave

A wave propagates through a medium with a constant speed, known as a wave velocity. It is different from the speed of the particles of the medium, which ...

Speed of a Transverse Wave

The speed of a wave depends on the characteristics of the medium. For example, in the case of a guitar, the strings vibrate to produce the sound. The ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14722.jpg

problem-solving-tuning-of-a-guitar-string

Problem-Solving: Tuning of a Guitar String

In the case of stringed instruments like the guitar, the elastic property that determines the speed of the sound produced is its linear mass density or ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14744.jpg

Kinetic and Potential Energy of a Wave

All forms of waves carry energy; this is directly visualized in nature. For instance, the waves of earthquakes are so intense that they can shake huge ...

Energy and Power of a Wave

The total energy associated with a wavelength is the sum of the potential energy and the kinetic energy. The average rate of energy transfer associated ...

Interference and Superposition of Waves

When two waves of the same nature occur in the same region simultaneously, they result in interference. Interference of waves implies that the net effect ...

Reflection of Waves

When a wave travels from one medium to another, it gets reflected at the boundary of the second medium. A common example of this is when a person yells at ...

Propagation of Waves

When a wave propagates from one medium to another, part of it may get reflected in the first medium, and part of it may get transmitted to the second ...

Standing Waves

Sometimes waves do not seem to move; rather, they just vibrate in place. Unmoving waves can be seen on the surface of a glass of milk kept in a ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/12783.jpg

Modes of Standing Waves - I

A close look at earthquakes provides evidence for the conditions appropriate for resonance, standing waves, and constructive and destructive interference. ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/12784.jpg

Modes of Standing Waves: II

The starting point for expressing the modes of standing waves is understanding the boundary conditions that the waves must follow. The boundary conditions ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14723.jpg

Sound Waves

Sound waves can be thought of as fluctuations in the pressure of a medium through which they propagate. Since the pressure also makes the medium&#39;s ...

Sound as Pressure Waves

Sound waves, which are longitudinal waves, can be modeled as the displacement amplitude varying as a function of the spatial and temporal coordinates. As ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14724.jpg

Perception of Sound Waves

The human ear is not equally sensitive to all frequencies in the audible range. It may perceive sound waves with the same pressure but different ...

Speed of Sound in Solids and Liquids

Most solids and liquids are incompressible&#8212;their densities remain constant throughout. In the presence of an external force, the molecules tend to ...

Speed of Sound in Gases

The speed of sound in a gaseous medium depends on various factors. Since gases constitute molecules that are free to move, they are highly compressible. ...

Shock Waves

While deriving the Doppler formula for the observed frequency of a sound wave, it is assumed that the speed of sound in the medium is greater than the ...

Echo

The human ear cannot distinguish between two sources of sound if they happen to reach within a specific time interval, typically 0.1 seconds apart. More ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14729.jpg

Use mathematical representations to support a claim regarding relationships among the period, frequency, wavelength, and speed of waves traveling and transferring energy (amplitude, frequency) in various media.

HS-PS4-1.

Using GIS to Investigate Urban Forestry

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Urban forests broadly include urban parks, street trees, landscaped ...

Evaluate questions about the advantages of using a digital transmission and storage of information.

HS-PS4-2.

concept-of-resonance-and-its-characteristics

Concept of Resonance and its Characteristics

If a driven oscillator needs to resonate at a specific frequency, then very light damping is required. An example of light damping includes playing piano ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/12772.jpg

Sound Waves: Resonance

Resonance is produced depending on the boundary conditions imposed on a wave. Resonance can be produced in a string under tension with symmetrical ...

Sound Waves: Interference

Sound waves can be modeled either as longitudinal waves, wherein the molecules of the medium oscillate around an equilibrium position, or as pressure ...

Interference: Path Lengths

Consider two sources of sound, that may or may not be in phase, emitting waves at a single frequency, and consider the frequencies to be the same.
Two ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14727.jpg

The Wave Nature of Light

The nature of light has been a subject of inquiry since antiquity. In the seventeenth century, Isaac Newton performed experiments with lenses and prisms ...

The Electromagnetic Spectrum

The electromagnetic spectrum consists of all the types of electromagnetic radiation arranged according to their frequency and wavelength. Each of the ...

The Quantum-Mechanical Model of an Atom

Shortly after de Broglie published his ideas that the electron in a hydrogen atom could be better thought of as being a circular standing wave instead of ...

Quantum Numbers

It is said that the energy of an electron in an atom is quantized; that is, it can be equal only to certain specific values and can jump from one energy ...

Interference and Diffraction

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Interference and diffraction ...

Photoelectric Effect

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38;&#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Photoelectric effect ...

Reflection and Refraction

Source: Derek Wilson,&#160;Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA
...

Evaluate the claims, evidence, and reasoning behind the idea that electromagnetic radiation can be described either by a wave model or a particle model (quantum theory), and that for some situations one model is more useful than the other.

HS-PS4-3.

Electric Charge in a Magnetic Field

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
This experiment duplicates J.J. Thomson's famous experiment at the end of ...

Electromagnetic Fields

Electric fields generated by static charges, often referred to as electrostatic fields, are characteristically different from electric fields created by ...

Electromagnetic Waves

James Clerk Maxwell formulated a single theory combining all the electric and magnetic effects scientists knew during that time, calling the phenomena his ...

Electromagnetic waves are categorized according to their wavelengths and frequencies, giving the electromagnetic spectrum. These waves are classified as ...

Plane Electromagnetic Waves I

The existence of combined electric and magnetic fields that propagate through space as electromagnetic (EM) waves is the most significant prediction of ...

Plane Electromagnetic Waves II

Consider a plane wavefront traveling in position x-direction with a constant speed. This wavefront can be utilized to obtain the relationship between ...

propagation-speed-of-electromagnetic-waves

Propagation Speed of Electromagnetic Waves

Electromagnetic waves are consistent with Ampere&#39;s law. Assuming there is no conduction current Ampere&#39;s law is given as:


Consider a plane ...

Electromagnetic Waves in Matter

Electromagnetic waves can travel in the vacuum as well as in matter. For example light, which is an electromagnetic wave, can travel through air, water, ...

Energy Carried By Electromagnetic Waves

Anyone who has used a microwave oven knows there is energy in electromagnetic waves. Sometimes, this energy is obvious, such as in the summer sun&#39;s ...

Intensity Of Electromagnetic Waves

The energy transport per unit area per unit time, or the Poynting vector, gives the energy flux of an electromagnetic wave at any specific time. For a ...

Momentum And Radiation Pressure

An object absorbing an electromagnetic wave would experience a force in the direction of propagation of the wave. This force occurs because ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging

Source: Frederick W. Damen and Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
In this video, high ...

an-introduction-to-drosophila-melanogaster

An Introduction to Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster, also known as the fruit fly, is a powerful model organism widely used in biological research that has made significant ...

an-introduction-to-the-zebrafish-danio-rerio

An Introduction to the Zebrafish: Danio rerio

Zebrafish (Danio rerio) are small freshwater fish that are used as model organisms for biomedical research. The many strengths of these fish include their ...

Evaluate the validity and reliability of claims in published materials of the effects that different frequencies of electromagnetic radiation have when absorbed by matter.

HS-PS4-4.

Measuring Auditory Thresholds with Staircase Testing

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards