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

K12 Standards

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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. 자극 및 장비
<ol><li>이 실험에는 기본 실험 소프트웨어가 있는 컴퓨터와 헤드폰 세트및 비교적 조용한 테스트룸이 필요합니다(방음이 필요하지 않음).</li>
	<li>실험에서 자극은 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz 및 6 kHz의 주파수로 톤이 될 것입니다. 인간의 청력은 이 주파수 범위 내에서 가장 좋습니다.</li>
	<li>실험 과정에서, 톤의 부피는 각각 6주파수에서 최소한의 인식량을 측정하기 위해 실험 설계의 맥락에서 분명할 것으로, 1~40dB범위에서 적응적으로 변화될 것이다.</li>
</ol>2. 디자인
<ol><li>실험에는 6개의 주파수 각각에 대해 하나씩 6개의 블록이 포함됩니다. 이는 모든 주파수에서 인간의 임계값이 동일하지 않기 때문입니다. 즉, 임계값은 6개의 주파수 각각에 대해 독립적으로 측정됩니다. 따라서 다음 설계는 6개의 테스트 프로그램을 생성합니다.</li>
	<li>각 시험 중에 지정된 주파수를 제시하도록 실험을 프로그래밍합니다.<ol>
<li>각 시험에서 참가자의 임무는 그녀가 제시 된 톤을 들었는지 여부를보고하는 것입니다. 'Y' 키를 사용하여 '예' 응답을 나타내고 'N' 키는 '아니오' 응답을 나타냅니다.</li>
		<li>실험은 항상 참가자가 인식하지 말아야 할 매우 낮은 볼륨 톤 으로 시작됩니다. 2dB의 볼륨을 가지고 첫 번째 톤을 프로그램 200 ms에 대한 재생.</li>
		<li>'예' 응답이 생성될 때마다 다음 시험의 볼륨이 한 단계 낮아지고 '아니오' 응답이 생성될 때마다 한 단계 씩 증가합니다. 따라서 도 1에도시된 바와 같이 실험 설계를 플로우 차트로 시각화할 수 있다. 톤은 항상 각각 200 ms의 기간 동안 재생됩니다.</li>
		<li>실험에 30개의 예심을 포함하십시오.</li>
		<li>참가자가 시각적으로 참여하도록 하려면 각 톤이 재생된 후 화면에 '예 또는 아니오?'라는 단어를 표시합니다.</li>
		<li>이와 같은 6개의 실험 프로그램을 생성하며, 하나는 1~6kHz 사이의 6개의 주파수각각에 대해 하나씩 생성합니다.</li>
		<li>프로그램이 각 평가판에 제시된 톤의 볼륨과 참가자가 제공한 응답을 출력해야 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10231/10231fig1.jpg"> 그림 1. 청각 계단 절차를 이용한 실험 설계를 위한 플로우 차트입니다. 첫 번째 시험은 항상 2 dB의 들리지 않는 볼륨에서 연주 톤을 포함한다. 참가자는 이러한 톤을 감지해서는 안 되므로 '아니오' 응답이 주어지고 다음 시험의 볼륨이 1dB(3dB로 증가)됩니다. 두 번째 지시에 따른 모든 평가판(포함 및 포함)은 참가자가 '예' 응답을 제공하는 경우 다음 평가판의 볼륨을 1dB로 줄입니다. 그리고 '아니오' 응답이 제공되면 다음 시험의 볼륨이 1dB증가합니다. 실험에는 주파수당 30개의 임상시험이 포함됩니다.
3. 절차
<ol><li>하나는 쉽게 그 또는 자신을 테스트 할 수 있습니다.</li>
	<li>참가자가 헤드폰을 착용하기 전에 다음과 같이 지침을 설명하십시오.<ol>
<li>"이 실험은 청각 임계값, 당신이 인식 할 수있는 가장 부드러운 또는 조용한 사운드를 측정하도록 설계되었습니다. 각 평가판에서 컴퓨터는 헤드폰을 통해 톤을 재생하며, 톤을 들으면 'Y' 키를 누르거나 그렇지 않은 경우 'N' 키를 누르는 것만 있으면 됩니다. 'N' 키를 누르는 것은 괜찮습니다. 일부 톤은 매우 부드러울 것이고, 우리는 당신이 항상 들을 것으로 기대하지 않습니다. 그냥 정직하게 대답하고 최선을 다하십시오. 실험에는 각각 30개의 시험이 있는 6개의 블록이 포함됩니다. 6개의 블록 은 모두 중간 휴식 시간을 포함하여 약 10 분 밖에 걸리지 않습니다."</li>
	</ol>
</li>
	<li>참가자가 준비되면 첫 번째 프로그램인 1kHz 톤을 시작합니다.</li>
	<li>참가자가 프로그램을 완료하는 동안 룸을 떠날 수 있습니다. 가능한 경우 도어를 닫아 외부 소음을 최소화합니다.</li>
	<li>첫 번째 실험이 완료된 후 참가자에게 질문이 있는지 물어보십시오. 그녀가 1-2 분 동안 휴식을 취하자,이 시간 동안 헤드폰을 제거.</li>
	<li>이제 2 kHz 톤에 대한 프로그램을 실행합니다.</li>
	<li>그리고 6개의 톤이 모두 테스트될 때까지 3.4-3.6을 반복합니다.</li>
</ol>4. 결과 분석
<ol><li>결과를 분석하려면 6개의 실험 각각에 대해 별도의 테이블을 만듭니다.</li>
	<li>테이블은 실험 프로그램의 원시 출력입니다. 평가판 번호, 제시된 톤의 볼륨 및 참가자가 제공한 응답을 포함해야 합니다. 그림 2는 1kHz의 톤으로 처음 10번의 시험에서 테이블의 일부가 어떻게 보일지 보여줍니다.</li>
</ol><img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10231/10231fig2.jpg"> 그림 2. 청각 계단 실험에서 필요한 출력을 포함하는 테이블의 샘플입니다. 보고된 데이터는 단일 주체(제목 #1 레이블)와 단일 주파수(1000Hz)에 대한 것입니다. 테이블에는 평가판 번호, 해당 평가판에 제시된 톤 볼륨(dB) 및 참가자가 제공한 응답의 세 가지 열이 포함됩니다.
<ol start="3"><li>프로그램이 제대로 작동하는지 확인하십시오 -즉,'예'응답이 볼륨의 감소로 이어졌고 응답이 없을 경우 볼륨이 증가하지 않습니다.</li>
	<li>이제 그래프 만들기: X축은 평가판 번호여야 하며 Y축은 해당 평가판에 제시된 톤의 볼륨을 플롯해야 합니다. 그림 3은 예를 보여 주다.</li>
</ol><img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10231/10231fig3.jpg"> 그림 3. 단일 참가자와 단일 톤으로 결과를 샘플링합니다. 그래프는 30개의 시험 각각에 대한 평가판 번호의 함수로서 dB에서 재생된 톤의 볼륨을 플롯합니다. 주요 패턴은 참가자가 처음 몇 번의 시험에서 어떤 톤도 들을 수 없다는 것입니다. 그 시점에서 참가자는 '아니오'와 '예'응답 사이를 오가며 연구원이 먼저 소리가 감지가능한 장소를 식별할 수 있게 합니다.
<ol start="5"><li>각 톤에 대해 이와 같은 그래프를 생성합니다.</li>
	<li>이제 각 톤에 대한 실험의 마지막 10 번의 시험 중에 연주 된 볼륨을 함께 평균합니다. 얻은 값을 '볼륨 임계값'이라고 합니다.</li>
	<li>도 4는 피치 함수로서 볼륨 임계값의 예입니다.</li>
</ol>

청각 계단 절차의 주요 응용 프로그램 중 하나는 청각 장애를 평가하는 것입니다. 정상적인 노화 외에도 청각 장애는 내이, 뇌 손상 및 질병에 손상을 입히면 발생할 수 있습니다. 종종 청각 장애는 다른 주파수보다 특정 주파수에 더 많이 영향을 미칩니다. 계단 방법은 누군가가 일반적인 노화 이상으로 인한 청각 장애를 제안 좁은 주파수 범위 내에서 특히 가난한 청력을 가지고 있는지 여부를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 그림 6 청각 장애인에 대한 청각 임계값 60 세 손상되지 않은 60 세에 비해. 장애인은 4kHz와 5kHz에서 청력 손실을 겪고 있으며, 이러한 주파수에서 매우 높은 청각 임계값으로 표시됩니다. 그렇지 않으면 장애인은 연령일치 제어와 유사하게 수행됩니다.
<img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/10231/10231fig6.jpg"> ...

지각 임계값을 찾기 위한 계단 절차

출처: 조나단 플롬바움 연구소 -존스 홉킨스 대학
정신 물리학은 자극의 실제 강도를 지각 강도와 연관시키기 위해 고안된 지각 심리학의 일련의 방법의 이름입니다. 정신 물리학의 한 가지 중요한 측면은 지각 임계값의 측정을 포함: 얼마나 밝은 빛이 사람이 그것을 감지 할 수 있어야합니까? 피부에 얼마나 적은 압력을 가하는지 감지할 수 있습니까? 소리가 얼마나 부드러워지고 여전히 들릴 수 있습니까? 다른 방법으로, 인간이 감지 할 수있는 자극의 가장 작은 금액은 무엇입니까? 계단 절차는 사람의 지각 임계값을 식별하는 효율적인 기술입니다.

이 비디오는 사람의 청각 임계값, 즉 톤을 인식하는 데 필요한 최소 볼륨을 식별하기 위해 계단 절차를 적용하는 표준 방법을 보여줍니다.

계단 절차의 목적은 참가자가 거의 톤을들을 수없는 볼륨으로 가져 오는 것입니다. 이것은 처음 몇 번의 시험에서 일련의 '아니오'응답을 유도함으로써 달성됩니다. '예' 응답이 생성되면, 목표는 첫 번째 '예'를 유도 한 볼륨을 가까이 재생하는 것입니다. 이는 '예' 응답이 주어질 때마다 볼륨을 낮춤으로써 수행됩니다. 이는 도 3에서 볼 수 있듯이 실험이 끝날 때까지 좁은 범위에 남아 있는 처음 몇 번의 시험에서 부피가 꾸준히 증가하는 패턴을 생성합니다. 이 좁은 범위의 중심 경향은 임계값의 척도입니다. 그림 3에서 임계값은 약 6dB에서 도달한 것이 분명합니다. 임계값을 계산하는 일반적인 방법은 실험의 마지막 10번의 시험 중에 재생된 볼륨의 평균을 계산하는 것입니다. 그림 3의 경우 평균은 6.1 dB로 작동합니다.
다른 주파수의 여섯 톤에 대해 얻은 결과, 하나는 지각 임계값주파수에 따라 다를 수 있습니다 (종종 피치라고). 투구가 높을수록 투구소리가 더 높다. 이 그래픽을 보...

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

지각 심리학의 한 분야 인 정신 물리학은 자극의 실제를 지각 된 강도와 비교하여 관련시키는 것과 관련이 있습니다. 실제 수준과 마찬가지로 지각 수준도 측정할 수 있습니다: 관찰하기 위해 빛이 얼마나 밝아야 하는지, 또는 소리가 들리기 위해 얼마나 부드러워야 하는지. 예를 들어, 저녁 식사가 제공되기를 기다리는 사람은 계단 아래에 있으면 저녁 식사가 준비되었다는 소식을 듣지 못할 수 있습니다. 그들은 어떤 것을 듣기 전에 몇 걸음을 더 올라가야 하며, 소리를 해석하기 위해 몇 걸음을 더 올라가야 할 수도 있습니다. 이 동적 조정은 계단 절차의 기본 개념이며, 여기서 최소 통지 강도는 자극의 양을 높이거나 낮춤으로써 안정적으로 결정될 수 있습니다. 이 비디오는 계단 절차를 설계하고 구현하는 방법, 특히 음색을 인식하는 데 필요한 최소 볼륨인 청각 임계값을 측정하는 방법을 보여줍니다. 이 실험에서는 헤드폰을 통해 6개의 서로 다른 주파수 또는 음높이(1?6kHz)로 톤이 표시되며, 모두 인간의 가청 범위 내에 있습니다. 임계값이 모든 주파수에서 동일하지 않다는 점을 감안할 때 6개의 블록을 사용하여 각 블록을 독립적으로 테스트합니다. 각 블록에서 주파수는 2?40dB 범위의 볼륨에서 200ms 동안 간략하게 표시됩니다. 첫 번째 톤은 참가자가 인식해서는 안 되는 수준인 2dB의 가장 낮은 볼륨으로 재생됩니다. 이 경우 다음 시도의 볼륨이 1dB 씩 증가합니다. 반면에 눈에 띄면 볼륨이 1 개 줄어 듭니다. 이 절차는 30번의 시도에 걸쳐 반복되어 계단과 같은 볼륨 변화를 초래합니다. 종속 변수는 참가자입니까? 그들이 어조를 들었든 듣지 못했든 대답. 그런 다음 이 정보를 부피 강도 데이터와 결합하여 각 주파수에서 지각 부피 임계값을 결정합니다. 실험을 시작하려면 실험실에서 참가자를 맞이하고 컴퓨터 앞에 편안하게 앉게 합니다. 작업 지침 설명: 각 시도에서 컴퓨터는 헤드폰을 통해 신호음을 재생한 후 신호음을 들었을 경우 'Y' 키를 누르고, 신호음을 듣지 못하면 'N' 키를 누르라는 메시지가 표시됩니다. 참가자가 헤드폰을 착용하고 1kHz 톤과 관련된 시도를 시작하도록 허용합니다. 그런 다음 방을 나갑니다. 6개의 주파수 중 첫 번째 블록이 완료되면 방으로 돌아가 참가자에게 헤드폰을 제거하도록 요청합니다. 그들이 궁금해할 수 있는 모든 질문에 답하고 2분 동안 휴식을 취하십시오. 시간이 다 되면 참가자가 헤드폰을 다시 착용하고 다음 톤과 관련된 시도를 시작하도록 합니다. 6가지 톤이 모두 테스트될 때까지 단계를 반복합니다. 결과를 분석하려면 테스트된 각 톤에 대해 별도의 데이터 테이블을 생성하고 평가판 번호, 볼륨 수준 및 참가자의 응답에 대한 열을 생성합니다. 처음 몇 번의 시도 동안, 처음에는 신호음이 들리지 않았음을 나타내는 일련의 아니오로 응답했는지 확인하고, 이는 청각 임계값에 도달할 때까지 볼륨을 높이도록 유도했어야 합니다. 확인 후 여기에 표시된 대로 1kHz에 대해 모든 블록의 각 시도에서 재생된 볼륨을 그래프로 표시합니다. 청각 임계값에 도달했을 때 참가자가 '아니오'와 '예' 응답 사이를 왔다 갔다 했음을 주목하여 어떤 소리가 처음 감지되었는지 식별할 수 있습니다. 이 좁은 범위의 중심 경향은 임계값의 측정값입니다. 각 톤에서 볼륨 임계값을 계산하려면 모든 블록의 마지막 10회 시도를 평균하고 결과를 그래프로 표시합니다. 주파수가 증가함에 따라 이것이 어떻게 증가하는 경향이 있는지 관찰하십시오. 즉, 저음이 고음보다 듣기 쉬웠는데, 이는 귀의 필라멘트와 뼈의 진동 특성 때문입니다. 이제 지각 역치를 찾는 이 효율적인 방법에 익숙해졌으므로 정상적인 노화와 시끄러운 공연에 노출될 때 감각 저하를 검사하는 데 어떻게 사용되는지 살펴보겠습니다. 계단 절차는 인간이 나이가 들면서 청력 역치가 어떻게 변하는지 조사하는 데 연구원들에 의해 사용되었습니다. 일반적으로 그들은 사람들이 나이가 들면서 볼륨 임계값이 증가한다는 것을 발견했습니다. 즉, 60세의 개인에게 고주파 소리는 20세가 들을 수 있는 소리보다 4배 더 커야 했습니다. 연구진은 또한 유사한 방법을 사용하여 정상적인 청력을 가진 사람들과 장애가 있는 사람들의 볼륨 역치를 비교하여 결핍의 특성을 식별했습니다. 4kHz 및 5kHz와 같은 특정 주파수는 영향을 받은 반면 다른 주파수는 정상이었으며, 이는 노화가 아니라 질병이나 손상이 원인임을 시사합니다. 또한 이 접근 방식은 청각 시스템에 대한 다양한 유형의 경험의 결과를 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 연구에서는 콘서트 중 시끄러운 헤비메탈 음악을 듣는 것의 영향을 평가하기 위해 임계값 접근 방식을 사용했습니다. 연구자들이 콘서트에 참석하기 직전과 30분 후에 사람들을 테스트했을 때, 그들은 헤비메탈이 소리의 볼륨 임계값을 증가시킨다는 것을 발견했습니다. 따라서 록 음악은 당신을 귀에 잘 들리지 않게 만들 수 있습니다! 당신은 방금 계단 절차에 대한 JoVE의 비디오를 보았습니다. 이제 지각 임계값 작업을 설계하고 실험을 실행하며 결과를 분석 및 평가하는 방법을 잘 이해해야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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심리학

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감각과 지각

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

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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

이 컬렉션은 뇌가 어떻게 복잡한 감각을 처리하며 의식적 인식과 시각, 촉각 및 청각 지각에 직면하는 문제를 해결하는지 연구하는 다양한 절차를 탐구합니다

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 ...

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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 ...

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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 ...

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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 ...

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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. ...

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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 ...

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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 ...

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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 ...

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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 ...

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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 ...

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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 ...

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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

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