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第二节几种主要的感觉
一、视觉
（一）视觉过程
视觉的适宜刺激是波长为760毫微米到380毫微来之间的光波，也叫可见光，它只占整个电磁波范围的一小部分（图5—3）。超出可见光谱两端的电磁波，即短波方面的紫外线和长波方面的红外线，是人眼通常所感受不到的，但在特殊情况下，例如，眼睛在高能量光线的照射下，其感受的范围可扩展到313毫微米和950毫微米。
视觉的绝对阈限很低，1个光子可以使1个视杆细胞兴奋，5个光子就可以引起视觉。②
视觉器官是眼球（图5—4）。按其功能可分为折光系统和感光系统两部分。折光系统包括角膜、水晶体、玻璃体等，它的功能是将外界物体所反射的散光聚集在视网膜上形成一个清晰的视象。
眼球的感光系统是视网膜，为眼球感受光线的最重要的装置。视网膜上的视细胞是直接感受光刺激并将其转换成神经冲动的光感受器。
视觉形成的过程如图5—5所示：外界物体所反射的光线（a），通过眼球的折光系统投射到视网膜上（b），视细胞将光能转换成电能——神经冲动并由视神经传递至大脑（c），最后于大脑皮层视觉中枢形成这一物体的视象——感觉（d）。
（二）颜色视觉
颜色视觉是由不同波长的光线引起的。正常人在光亮条件下能看到可见光谱的各种颜色，表5—3是各种颜色的波长和光谱的范围。
白光（如阳光）不是单色光，它是各种色光的混合光线。白光通过三棱镜的折射可以产生全部颜色刺激。
物体的颜色除了发光体外，只有在它们反射光线照射时才呈现出来，而且物体的颜色还要受到光源条件的影响。因此，物体的颜色主要是由在不同的光照条件下，物体所反射的光线决定的。
所有的颜色可以分为彩色和非彩色两大类。非彩色包括黑色、白色以及界于二者之间的深浅不同的灰色。彩色包括除了黑、白、灰
表5—3 光谱颜色波长及范围①
颜色 波长（nm② 范围（nm）
红橙黄绿蓝紫 700620580510470420 640—750600—640550—600480—550450— 480400—450
灰以外的所有颜色。颜色有三种属性，即明度、色调和饱和度。这三者在颜色视觉中组成了一个统一的总效应。明度是彩色和非彩色的共同属性，它是由物体表面的反射系数决定的。反射系数大，明度就大；反射系数小，明度就小。例如，白纸的反射系数可达0．8，因此就使人感到很明亮，黑绒的反射系数只有0．033，因此就使人觉得很暗。色调是彩色的最重要属性，它决定了颜色的主要性质和特点，是由物体表面所反射的光线中占优势的那一种光线决定的。饱和度是彩色的另一属性，它是色调的表现程度，是由物体表面所反射的占优势的那一种光线与整个反射光线的比例所决定的。优势光线所占的比例越大，饱和度越大，反之就小。
在日常生活中引起颜色视觉的光线绝大多数都是不同波长光波混合在一起的混合光，各种混合光的颜色都是由红、绿、蓝这三种原色按各种比例混合而成的，例如：
红色＋绿色＝黄色
红色＋蓝色＝紫色
蓝色＋绿色＝青色
红色＋绿色＋蓝色＝白色。
因此，色光混合用的是加色法。它同颜料的混合不同。颜料混合用的是减色法，而且三原色也不同，是青、品红、黄，（又称减红色、减绿色、减蓝色）。颜料的混合可由下式表示：
青色＝白色－红色
品红色＝白色－绿色
黄色＝白色－蓝色。
颜料混合的减色法和色光混合的加色法虽然是两种不同的混色法，但其规律是基本相同的，因为颜料的颜色是由颜料吸收了一定波长的光线后所反射的光线混合而成的。例如，黄色的颜料就是它吸收了阳光中的蓝光，由反射出来的其它色光混合而成的。
颜色混合的规律有三：
①互补律 每一种颜色都有另一种同它相混合而产生白色或灰色的颜色，这两种颜色称为互补色。例如，色光混合的三原色红、绿、蓝就分别是颜料混合的三原色青、品红、黄的补色。
②间色律 混合两种非补色，能产生一种新的介于二者之间的中间色。例如，红色和黄色混合以后可以得到界于它们之间的橙色。
③代替律 混合色的颜色不随被混合色的光谱成分而转移，不同颜色混合后产生的相同的颜色可以彼此互相代替。例如，黄光和蓝光混合产生灰色，用红光和绿光混合而成的黄光与蓝光混合后也可产生灰色。因此，只要在感觉上颜色是相似的，便可以互相代替而得到同样的视觉效果。不过，上述的规律只适用于色光的混合。
二、听觉
（一）听觉过程
听觉的适宜刺激是频率为16～20000次／秒（赫）的音波，也叫可听音。音波是一种机械波，它是声源的振动在介质中的传播，因此传播的速度与介质的特性有关。在0℃空气中，音波的速度为331米／秒。在此基础上，温度每增高1℃，音速就增加0·6米／秒；在水中，音波的速度要比在空气中快5倍。
如图5—6所示，听觉的感受性在1000—4000赫兹的音波范围内最高，在这种情况下，听觉的绝对阈限一般定为音强0分贝。500赫兹以下和5000赫兹以上的音波则需要大得多的强度才能被感觉。16赫兹以下和20000赫兹以上的音波，在一般情况下是听不见的。不同年龄的人听觉有所不同，例如，小孩子能听到30000～40000赫兹的高音，50岁以上的人则只能听到13000赫兹的声音。当音强超过120分贝时，音波便不再引起听觉的进一步变化，产生的是压、痛感觉。因此，120分贝的音强是听觉的上阈。听觉的差别感受性较高，能觉察几赫兹的音波差异，但对不同频率的音波，其差别阈限有所不同。例如，1000赫兹的音波，差别阈限是3赫兹，更高频的音波，差别阈限则增高，400赫兹左右的音波，差别阈限最低。
听觉器官耳朵（见图5—7）由外耳、中耳和内耳三部分组成。其中最重要的部分是内耳的耳蜗，听觉的感受器毛细胞就在耳蜗科蒂氏器上。音波经由外耳、中耳而传到内耳科蒂氏器上的毛细胞便将音波刺激转化为神经冲动，并由听神经传至大脑，最后于大脑皮层听觉中枢产生听觉。（二）音高、响度和音色听觉的主观体验：音高、响度和音色分别对应于物理上声音的三个基本量度：频率、强度和振动形式。
音高是由声音的频率所决定的。音波的频率越大，听到的声音的音调就越高；频率越小，音调就越低。例如，在人的声音中，男子声带厚而长，振动缓慢，说话时的振动频率约95～142赫兹，声音较为低沉；女子声带薄而短，振动较快，说话时的频率可达272～653次，因此比男子的声音高得多。
响度与音波的物理强度相对应，音波越强，振幅越大，声音就越响；音波越弱，振幅越小，声音就越轻。但在感觉上声音的响度与音波的强度之间的对应关系不是直接关系，而是对数关系。一般响度用音压级（SPL）来表示，它的单位叫分贝（db）。
音色是指基本频率与强度相同，但附加振动成分不同的声音彼此区分开来的特殊品质。音色是由构成复合音的各个部分音波的相互关系所决定的。在复合音中，频率最低、振幅最大的音波叫基音，其余的叫陪音。各种即使基本频率相同的声音，音色不同，各具特色，就是由于它们的陪音的数目、频率、振幅各不相同所形成。
（三）乐音和噪声
根据音波物理性质的不同，可以将音波分为纯音和复合音两类。如图5—8所示，纯音是单一的正弦曲线形式的运动，只有单个频率，因此也是最简单的音波。纯音在日常生活中较为少见（如音叉的声音），但却是实验室常用的声音。
日常生活中的声音几乎都是复合音，它们都是由多个频率的不同音波所组成的。复合音又可按它们是否具有周期性分为两类。呈周期性振动的复合音叫乐音（图5—8），如乐器的声音和语言中的元音等。呈非周期性振动的复合音叫杂音，如噪音和语言中的辅音等。
噪音还可以从社会的和心理的意义来定义，即是一种不需要的声音。例如，音乐如果妨碍工作、学习或休息�