Zusammenfassung
Hatten wir bisher den Weg der informationstragenden Signale ausschließlich im Bereich der physikalischen Übertragungsmedien verfolgt, so wollen wir nun das Schicksal der Signale beim empfangsseitigen Kommunikationspartner, dem Perzipienten, betrachten, d. h. im psychophysiologischen Bereich.
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Referenzen
Oder „Reizen“ in sinnesphysiologischer Ausdrucksweise.
Vgl. E. C. Cherry: On the validity of applying communication theory to experimental psychology. Brit. J. Psychol. (Tl. 3) 48, 176–188 (1957).
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Vgl. u. a. C. Stumpf: Tonpsychologie I. Leipzig: S. Hirzel 1883 und G. Kropp: Erkenntnistheorie I, S. 58ff. Berlin: W. de Gruyter 1950.
Sofern Reaktionen des Perzipienten als Antwort gewertet werden sollen, ist zu beachten, daß das Ausbleiben einer Reaktion nicht ohne weiteres mit der Antwort „nein“ identifiziert werden kann, da es nicht ausschließt, daß das Signal wahrgenommen wurde. Reaktionen erlauben somit nur zwischen „ja“ und „unbestimmt“ zu unterscheiden.
x steht beispielsweise für hell, laut, heiβ, süβ, rot, angenehm usw.
Dem Urteil „x-gleich“ entspricht bei R. Carnap (Der logische Aufbau der Welt, S. 95 ff. Berlin-Schlachtensee: Weltkreis-Verlag 1928) der Prädikator „teilgleich“.
Das Wort „Valenz“ wird von uns also in einem anderen Sinne verwendet als bei W. Koehler und C. Stumpf (vgl. z. B. C. Stumpf: Die Sprachlaute, S. 333 ff. Berlin: Springer 1926).
A. Wellek: Typologie der Musikbegabung im deutschen Volke. München: Beck 1939. — F. Enkel: Ein Beitrag zur Typologie des Gehörs. NTF-InfTh S. 3 bis 6.
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E. Brunswik: Wahrnehmung und Gegenstandswelt, S. 124f. Leipzig u. Wien: Franz Deuticke 1934.
Hierher gehören beispielsweise die durch Schallsignale hervorgerufenen Sehempfindungen (Photismen, audition colorée) oder Temperaturempfindungen (Schrilltöne erzeugen Kälteschauer), die mit dem Schmecken verbundenen Geruchsempfindungen oder schließlich die durch starke magnetische Wechselfelder und galvanische Ströme auslösbaren Sehempfindungen (Phosphene).
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Vgl. A. Moles: Sur la qualité des appareils de mesure. Mesures 1956, No. 224 u. 225.
Siehe z. B. W. R. Garner u. H. W. Hake: The amount of information in absolute judgments. Psychol. Rev. 58, 446–459 (1951).
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Das Merkmal „langsam“ bezieht sich auf die visuelle Erfassungsgeschwindigkeit des Beobachters. Änderungen, die sich in (größenordnungsmäßig) weniger als 1/10 Sekunde abspielen, gelten in dieser Hinsicht als „schnell“, Änderungen, die sich über Zeiträume von mehr als etwa 2 Sekunden erstrecken, als „langsam“.
Mit „glockenartig“ ist gemeint, daß es sich um eine im wesentlichen zu- und dann wieder abnehmende Funktion ohne größere Schwankungen handelt.
Die hier als Parameter auftretende Frequenz v hat nur für den Träger selbst, d. h. für das streng monochromatische Signal den Charakter einer aus dem Signal durch mathematische Methoden (Fourier-Transformation) ableitbaren Größe. Ist das Signal in seiner endgültigen Form (d. h. mit seiner Hüllkurve) vorgelegt, so läßt sich nicht mehr eine diskrete Frequenz, sondern nur noch ein kontinuierliches Frequenzspektrum von geringerer oder größerer Breite (j e nach der Art der Hüllkurve) angeben.
Zum Beispiel führt jede beliebige Kombination von T und v (die anderen Parameter mögen unverändert bleiben) unter der Bedingung T ≪ 1/v zu praktisch (d. h. meßtechnisch) ununterscheidbaren Signalen vom Impulstyp (Abb. 85 a).
Das (komplexe) Fourier-Spektrum von quasi-monochromatischen Signalen besteht aus zwei Spektral„linien“ endlicher Breite, deren Maximum bei +v bzw. — -v liegt.
D. Gabor [Communication theory and physics; Philos. Mag. [7] 41, 1161 bis 1187 (1950)] erkannte die Unmöglichkeit, die Mikrowellen-Technik auf das Gebiet des sichtbaren Lichtes auszudehnen und beispielsweise Generatoren zur Erzeugung willkürlicher Lichtsignale zu bauen, — jedenfalls im Bereich der üblichen Lichtintensitäten.
Aus der umfangreichen Literatur seien angeführt: S. O. Rice: Mathematical analysis of random noise. Bell Syst. techn. J. 23, 282–332 (1944) ;
Aus der umfangreichen Literatur seien angeführt: S. O. Rice: Mathematical analysis of random noise. Bell Syst. techn. J. 24, 46 –156 (1945).
D. Middleton: On the theory of random noise; Phenomenological models. J. appl. Phys. 22, 1143–1163 (1951).
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N. Knudtzon: Experimental study of statistical characteristics of filtered random noise. M.I.T. Res. Lab. Electron., Techn. Rep. No. 115 (1949). Darüber hinaus läßt sich sogar zeigen, daß nicht-gaußisches Rauschen durch ein genügend enges Filter in Richtung auf eine gaußische Wahrscheinlichkeitsdichte modifiziert wird (Woodward PIT S. 20).
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S. O. Rice: Mathematical analysis of random noise. Bell Syst. techn. J. 23, 282–332 (1944)
S. O. Rice: Mathematical analysis of random noise. Bell Syst. techn. J. 24, 46–156 (1945).
S. O. Rice: Mathematical analysis of random noise. Bell Syst. techn. J. 23, 282–332 (1944)
S. O. Rice: Mathematical analysis of random noise. Bell Syst. techn. J. 24, 46–156 (1945).
Siehe auch L. L. Beranek: Acoustic Measurements, S. 448 ff. New York-London: Wiley/Chapman & Hall 1949
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Eine Signalfrequenz v = 0 bedeutet nicht, daß die Fourier-Transformation außerhalb der Frequenz Null keine Komponenten aufwiese. Wir haben es j a stets mit physikalisch realisierbaren Signalen zu tun, deren Energie sich immer auf einen Spektralbereich von endlicher Breite verteilt.
Siehe J. C. R. Licklider in S. S. Stevens: Handbook of Experimental Psychology, S. 995 f. New York u. London: Wiley/Chapman & Hall 1951.
G. V. BéKésy: Über die Hörschwelle und Fühlgrenze langsamer sinusförmiger Luftdruckschwankungen. Ann. Phys. 26, 557–566 (1936).
Es ist beispielsweise möglich, Ultraschallschwingungen bis zu Frequenzen von 170 kHz und mehr akustisch (als hohen Ton) wahrzunehmen, wenn das Signal in genügender Stärke den Schädelknochen unmittelbar zugeleitet wird [C. Timm: Hörempfindungen im Ultraschallgebiet ; Experientia 6, 357 – 358 (1950)] ; die normale obere Hörgrenze liegt jedoch unter 20 kHz. Sehr intensives Ultrarot-, Ultraviolett- und Röntgenlicht wird ebenfalls als Licht wahrgenommen. Bei Lichtintensitäten, die das 3 • 1012fache der tiefsten bei 5,95 • 1014 Hz (505 mµ) gemessenen Schwellenintensität betragen, wird extrafoveal noch ein Signal der Frequenz 2,86 • 1014 Hz (d. h. einer Wellenlänge von 1050 mµ) wahrgenommen (G. v. Studnitz: Physiologie des Sehens; retinale Primärprozesse; 2. Aufl., S. 2. Leipzig: Akadem. Verlagsges. 1952). Eine Röntgendosis von 0,5 mr führt beim dunkeladaptierten Auge zu einer Lichtwahrnehmung.
Aphake (Linsenlose) können noch bei 300 mµ lesen.
A. Hugony: Über die Empfindung von Schwingungen mittels des Tastsinnes. Z. Biol. 96, 548–553 (1935).
G. V. BÉKésy: Über die Vibrationsempfindung. Akust. Z. 4, 316–334 (1939).
C. E. Sherrick Jr.: Variables affecting sensitivity of the human skin to mechanical vibration. J. exp. Psychol. 45, 273–282 (1953).
In der Physiologie wird das Produkt aus „Reizstärke“ J und „Reizdauer“ T als Antrieb oder Quantum bezeichnet.
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Andere Bezeichnungen sind Moment (K. E. v. Baer) und Gegenwartsdichte.
W. de Boor: Pharmakopsychologie und Psychopathologie. Berlin-GöttingenHeidelberg: Springer 1956.
Die sensorische Bewertungsfunktion ist nicht unveränderlich; sie hängt vielmehr vom jeweiligen Adaptionszustand des Sinnesorgans und mithin von der Art der zuvor dargebotenen Signale ab.
Der beliebigen Verkürzung der Signaldauer T sind physikalische Grenzen gesetzt.
H. F. Fruth: Sensitivity of the human and other vertebrate senses. Proc. Nat. Electronics Conf. 7, 418–423 (1951). Unter Laboratoriumsbedingungen kommt man bis auf eine minimale Schwelle von 10-16 W/cm2; dieser Wert bzw. der ihm entsprechende Schalldruck von 2 • 10–4 µ.b wird als Bezugswert für die Lautstärkeskala benutzt (s. S. 218). Von der Schallwahrnehmung durch das intakte Ohr ist das Schallfühlen Totaltauber wohl zu unterscheiden. Ihre tiefste Wahrnehmungsschwelle liegt im Frequenzbereich um 200 Hz bei Schallstärken von 10-6 W/cm2 (B. Langenbeck: Leitfaden der praktischen Audiometrie, 2. Aufl., S. 18. Stuttgart: Thieme 1956).
Bei Zimmertemperatur haben die aleatorischen Luftdruckschwankungen infolge der thermischen Molekülbewegungen eine mittlere Schallstärke von weniger als 10-17 W/cm2 (im Frequenzbereich zwischen 1000 und 6000 Hz) ; s. L. J. Sivian u. S. D. White: On minimum audible sound fields. J. acoust. Soc. Amer. 4, 288–321 (1933).
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Eine ausführliche Darstellung des ganzen Fragenkomplexes findet man bei G. V. Studnitz: Physiologie des Sehens; retinale Primärprozesse, 2. Aufl., S. 350 ff. Leipzig: Akadem. Verlagsges. 1952.
Vgl. ferner K. Sommermeyer: Quantenphysik der Strahlenwirkung in Biologie und Medizin. Leipzig: Akadem. Verlagsges. 1952,
A. Rose: Quantum and noise limitations of the visual process. J. opt. Soc. Amer. 43, 715–716 (1953).
S. Lifshitz: Fluctuation of the hearing threshold. J. acoust. Soc. Amer. 11, 118–121 (1939).
Lifshitz benutzte für seine Untersuchungen keine stationären Sinoidalsignale, sondern Sinoidalblöcke (vgl. S. 192) von 0,4 s Dauer und 0,6 s Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Signalen. Die Fluktuationen der Schwelle hatten dann zur Folge, daß die scheinbare Dauer der Signale mit abnehmender Signalstärke zunächst mehr und mehr schwankte, um dann zu Wahrnehmungsausfällen einzelner und schließlich aller Signale zu führen.
L. A. Riggs, F. Ratliff, J. C. Cornsweet u. T. N. Cornsweet: The disappearance of steadily fixated test objects. J. opt. Soc. Amer. 43, 495–501 (1953).
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H. Rohracher: Mechanische Mikroschwingungen des menschlichen Körpers. Wien: Urban & Schwarzenberg 1949.
H. Rohracher: Wärmehaushalt und Körpervibration. Umschau 55, 691 (1955).
Die Funktion q = (D) braucht weder eine Gaußfunktion noch überhaupt eine zu D = 0 symmetrische Funktion zu sein.
So liegt beispielsweise die Unterscheidungsschwelle für Temperaturreize an den Fingerspitzen im Temperaturbereich zwischen 15 und 35° C bei etwa 0,20 bis 0,25° C, zwischen 27 und 33° C sogar bei nur 0,05° C. Läßt man jedoch zwischen den beiden Reizdarbietungen auch nur einige Sekunden verstreichen, so erhöht sich, wie man leicht nachprüft, die Unterscheidungsschwelle beträchtlich.
Für den energetischen Parameter kurzer akustischer Rauschsignale fand I. Pollack [Sensitivity to difference in intensity between repeated bursts of noise; J. acoust. Soc. Amer. 23, 650–653 (1951)] einen kritischen Abstand von 55 ms.
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Wenn Schwellen in Kurvenform dargestellt sind, dann besagt das nicht unbedingt, daß die Streuung zu vernachlässigen ist, sondern nur, daß keine Streuungswerte bekannt sind.
Ausführliche Angaben bei R. R. Riesz: Differential intensity sensitivity of the ear for pure tones. Phys. Rev. 31, 867–875 (1928).
F. L. Dimmick u. Ruth M. Olson [The intensive difference limen in audition; J. acoust. Soc. Amer. 12, 517–525 (1941)] geben wesentlich höhere Lautstärkeschwellen an; nach ihnen besteht zwischen der Schallstärke Jschall und der Unterscheidungsschwelle ▲ Jschall ein Zusammenhang ▲ Jschall = 1,5 (J Schall)0,9.
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Um definierte Absorptionsverhältnisse zu erzielen, wurde die bestrahlte Hautpartie geschwärzt. Die Darbietungsdauer betrug 3 s; Meßorte waren Stirn und Innenseite des Unterarms.
Siehe z. B. E. G. Shower u. R. Biddulph: Differential pitch sensitivity of the ear. J. acoust. Soc. Amer. 3, 275–287 (1931/32).
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Für die einzelne Vp. kann ▲v(v) eine Funktion mit vielen Hügeln und Tälern sein, die sich zudem noch von Tag zu Tag ändert, wie Untersuchungsergebnisse in Fällen von Diplacusis (bei der die gleiche Signalfrequenz in den beiden Ohren einer Vp. zu verschiedenen Tonhöhenempfindungen führt) wahrscheinlich machen [S. S. Stevens: J. acoust. Soc. Amer. 26, 1075 (1954)].
M. Richter: Grundriß der Farbenlehre der Gegenwart, S. 152 ff. Dresden u. Leipzig: Steinkopff 1940.
Nach E. Buchwald: Fünf Kapitel Farbenlehre, S. 99. Mosbach (Baden): Physik Verlag 1955.
Vgl. auch E. Schrödinger: Die Gesichtsempfindungen; in Müller-Pouillets Lehrbuch der Physik, Bd. II/1, S. 541. Braunschweig 1926.
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Das heißt durchschnittlicher Schalldruck an der Hörschwelle bei einer Signalfrequenz von 1000 Hz.
Die auf komparativen Urteilen der zweiten Stufe basierende Phon-Skala kann erst später behandelt werden (S. 246 f.).
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Die Bezugsfrequenz v 0 ist meist auf musikalische Bedürfnisse zugeschnitten (z. B. v 0= 131 Hz, „kleines c“) und steht deshalb in keinerlei Zusammenhang mit der unteren Hörgrenze v.. Es wäre auch kaum möglich, diese Hörgrenze in ähnlicher Weise wie die tiefste energetische Hörschwelle willkürfrei zu definieren, da sie nur durch die Lage der Überlastungsschwelle recht vage bestimmt wird.
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Bei schwachen Lichtsignalen ist die Ordinatenverteilung nicht mehr gaußisch; so kommt es trotz der großen absoluten Bandbreite monochromatischer Lichtsignale hier zu deutlich wahrnehmbaren Intensitätsfluktuationen.
E. Buchwald: Fünf Kapitel Farbenlehre, S. 51. Mosbach (Baden): Physik Verlag 1955
M. Richter: Grundriß der Farbenlehre der Gegenwart, S. 17f. Dresden u. Leipzig: Steinkopff 1940.
Farbige Darstellungen des chromatischen Wahrnehmungsraums finden sich beispielsweise in dem vom Committee on Colorimetriy der Optical Society of America herausgegebenen Werk: The Science of Color. New York: Crowell 1953.
Ingeborg Schmidt: Pathologie des Farbensehens; Theorien des Farbensehens; in M. Richter: Grundriß der Farbenlehre der Gegenwart, S. 76 ff. Dresden u. Leipzig 1940.
Solche Übergangsformen können jedoch durch Pharmaka künstlich geschaffen werden; so verschiebt beispielsweise die Zufuhr von Lutein das Farbenunterscheidvermögen des normalen Trichromaten in Richtung auf das des deuteranomalen Trichromaten (G. von Studnitz: Physiologie des Sehens ; Retinale Primärprozesse; 2. Aufl., S. 445. Leipzig: Geest & Portig 1952).
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Nach anderen Abschätzungen 9 Mbt/s. Eine zusammenfassende kritische Darstellung gibt H. Fack, Informationstheoretische Behandlung des Gehörs; in F. Winckel (Hrsgb.), Impulstechnik, S. 289–338. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1956.
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Alle Betrachtungen dieses Abschnitts beziehen sich auf synthetisch erzeugte Signale, deren Parameter frei gewählt werden können.
Zur Frequenzunabhängigkeit der Formantbreite von gesprochenen Vokalen vgl. B. P. Bogert: J. acoust. Soc. Amer. 25, 791 (1953).
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Vgl. hierzu und zu den folgenden Abschnitten: E. Nagel, Measurement. Erkenntnis 2, 313–335 (1931).
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Auf eine Übersetzung dieser Ausdrücke wurde verzichtet, da die entsprechenden deutschen Bezeichnungen z. T. andere Assoziationen wecken und deshalb wahrscheinlich zu anderen Ergebnissen führen würden.
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Nach dem Munsell Book of Color. Baltimore: Munsell Color Company 1929.
Nach J. P. Guilford: There is a system of color preferences. J. opt. Soc. Amer. 30, 455–459 (1940).
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Meyer-Eppler, W. (1959). Die Sinnesorgane als Informationsempfänger. In: Grundlagen und Anwendungen der Informationstheorie. Kommunikation und Kybernetik in Einzeldarstellungen, vol 1. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-52949-8_7
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