Wikipedia

Hukum Weber–Fechner

Hukum Weber-Fechner adalah dua hipotesis terkait di bidang psikofisika, yang dikenal sebagai hukum Weber dan hukum Fechner. Kedua hukum tersebut berhubungan dengan persepsi manusia, terlebih lagi menyangkut perubahan aktual dalam stimulus fisik dan perubahan yang dirasakan. Ini termasuk rangsangan untuk semua indera: penglihatan, pendengaran, rasa, sentuhan, dan penciuman.

Ilustrasi hukum Weber-Fechner. Di setiap sisi, kotak bawah berisi 10 titik lebih banyak daripada yang atas. Namun persepsinya berbeda: Di sisi kiri, perbedaan antara kotak atas dan bawah terlihat jelas. Di sisi kanan, kedua kotak terlihat hampir sama.

Weber menyatakan bahwa, "peningkatan minimum stimulus yang akan menghasilkan peningkatan sensasi yang terlihat sebanding dengan stimulus yang sudah ada sebelumnya," sedangkan hukum Fechner adalah kesimpulan dari hukum Weber (dengan asumsi tambahan) yang menyatakan bahwa intensitas sensasi kita meningkat sebagai logaritma dari peningkatan energi daripada secepat peningkatan.[1]

Sejarah dan formulasi hukum Weber–Fechner sunting

Baik hukum Weber dan hukum Fechner keduanya dirumuskan oleh Gustav Theodor Fechner (1801–1887). Kedua hukum pertama kali diterbitkan pada tahun 1860 dalam sebuah karya berjudul Elemente der Psychophysik (Dasar-Dasar Psikofisika). Publikasi ini adalah karya pertama yang pernah ada di bidang ini, dan di mana Fechner menciptakan istilah psikofisika untuk menggambarkan studi interdisipliner tentang bagaimana manusia memandang besaran fisik.[2] Dia membuat klaim bahwa "...psiko-fisika adalah doktrin yang tepat tentang hubungan fungsi atau ketergantungan antara tubuh dan jiwa."[3]

Hukum weber sunting

Ernst Heinrich Weber (1795-1878) adalah salah satu yang pertama kali melakukan pendekatan terhadap studi tentang respon manusia terhadap stimulus fisik secara kuantitatif. Fechner adalah salah seorang mahasiswa Weber dan menamai hukum pertamanya untuk menghormati mentornya, karena Weber-lah yang telah melakukan eksperimen yang diperlukan untuk merumuskan hukum itu.[4]

Fechner merumuskan beberapa versi hukum, semua mengkomunikasikan ide yang sama. Satu formulasi menyatakan:

: "Simple differential sensitivity is inversely proportional to the size of the components of the difference; relative differential sensitivity remains the same regardless of size."[2]

Artinya, perubahan yang dirasakan dalam rangsangan sebanding dengan rangsangan awal.

Hukum Weber juga memasukkan perbedaan yang dapat dilihat (JND), yaitu perubahan terkecil dalam rangsangan yang dapat dirasakan. Sebagaimana dinyatakan di atas, JND dS sebanding dengan intensitas rangsangan awal S. Secara matematis, dapat digambarkan sebagai   di mana   adalah stimulus referensi dan   adalah sebuah konstanta.[5] Ini kemudian dapat ditulis sebagai Ψ = k logS, dengan Ψ adalah sensasi,   menjadi konstanta, dan   menjadi intensitas fisik dari stimulus.

Hukum Weber selalu gagal pada intensitas rendah, dekat dan di bawah ambang deteksi absolut, dan sering juga pada intensitas tinggi, tetapi dapat menjadi benar pada rentang intensitas menengah yang lebar.[6]

Kontras Weber sunting

Meskipun hukum Weber mencakup pernyataan proporsionalitas perubahan yang dirasakan terhadap rangsangan awal, Weber hanya mengacu pada pernyataan ini sebagai aturan praktis mengenai persepsi manusia. Fechner-lah yang merumuskan pernyataan ini sebagai ekspresi matematis yang disebut sebagai kontras Weber.[2][7]

 [8][9]

Kontras Weber bukanlah bagian dari hukum Weber.[2][7]

Hukum Fechner sunting

Fechner memperhatikan dalam studinya sendiri bahwa individu yang berbeda memiliki kepekaan yang berbeda terhadap rangsangan tertentu. Misalnya, kemampuan untuk merasakan perbedaan dalam intensitas cahaya dapat dikaitkan dengan seberapa baik penglihatan individu tersebut.[2] Dia juga mencatat bahwa kepekaan manusia terhadap perubahan rangsangan tergantung pada indera mana yang terpengaruh. Dia menggunakan ini untuk merumuskan versi lain dari hukum Weber yang dia beri nama die Maßformel, "rumus pengukuran". Hukum Fechner menyatakan bahwa sensasi subjektif sebanding dengan logaritma intensitas stimulus. Menurut hukum ini, persepsi manusia tentang penglihatan dan suara bekerja sebagai berikut: Kenyaringan/kecerahan yang dirasakan sebanding dengan logaritma dari intensitas sebenarnya yang diukur dengan instrumen bukan manusia yang akurat.[7]

 

Hubungan antara stimulus dan persepsi adalah logaritmik. Hubungan logaritmik ini berarti bahwa jika stimulus bervariasi sebagai deret ukur (yaitu, dikalikan dengan faktor tetap), persepsi yang sesuai diubah dalam deret aritmatika (yaitu, dalam jumlah konstan tambahan). Misalnya, jika suatu stimulus digandakan kekuatannya (yaitu, 3 × 1), persepsi yang sesuai mungkin dua kali lebih kuat dari nilai aslinya (yaitu, 1 + 1). Jika stimulus dikalikan lagi tiga kali lipat kekuatannya (yaitu, 3 × 3 × 1), persepsi yang sesuai akan menjadi tiga kali lebih kuat dari nilai aslinya (yaitu, 1 + 1 + 1). Oleh karena itu, untuk perkalian dalam kekuatan stimulus, kekuatan persepsi hanya menambah. Derivasi matematis torsi pada neraca balok sederhana menghasilkan deskripsi yang sangat sesuai dengan hukum Weber.[10][11]

Karena hukum Weber gagal pada intensitas rendah, demikian juga hukum Fechner.[6]

Referensi awal untuk "hukum Fechner ..." adalah pada tahun 1875 oleh Ludimar Hermann dalam Elemen Fisiologi Manusia.[12]

Turunan hukum Fechner sunting

Hukum Fechner adalah turunan matematis dari kontras Weber.

 

Dengan mengintegrasikan ekspresi matematika untuk kontras Weber akan memberikan:

 

di mana   adalah konstanta integrasi dan ln adalah logaritma natural.

Untuk menyelesaikan  , asumsikan bahwa stimulus yang dirasakan menjadi nol pada beberapa stimulus ambang  . Menggunakan ini sebagai batasan, dengan memasang   dan  , akan memberikan:

 

Mengganti   dalam ekspresi terintegrasi untuk hukum Weber, akan menjadikan:

 

Konstanta k bersifat spesifik pada indra tertentu dan harus ditentukan bergantung pada indera dan jenis stimulus.[7]

Referensi sunting

  1. ^ Jeans, James (1968/1937). Science & Music, p.222 & 224. Dover Publications. ISBN 0-486-61964-8
  2. ^ a b c d e Fechner, Gustav Theodor (1966) [First published .1860]. Howes, D H; Boring, E G, ed. Elements of psychophysics [Elemente der Psychophysik]. 1. Diterjemahkan oleh Adler, H E. United States of America: Holt, Rinehart and Winston. 
  3. ^ Pringle-Pattison 1911, hlm. 458.
  4. ^ Ross, H.E. and Murray, D. J.(Ed. and Transl.) (1996)E.H.Weber on the tactile senses. 2nd ed. Hove: Erlbaum (UK) Taylor & Francis;
  5. ^ Kandel, Eric R.; Jessell, Thomas M.; Schwartz, James H.; Siegelbaum, Steven A.; Hudspeth, A. J. (2013). Principles of neural science. Kandel, Eric R. (edisi ke-5th). New York. hlm. 451. ISBN 9780071390118. OCLC 795553723. 
  6. ^ a b William Fisher Norris and Charles Augustus Oliver (1900). System of diseases of the eye, Volume 1. J.B. Lippincott Company. hlm. 515. 
  7. ^ a b c d Fechner, Gustav Theodor (1860). Elemente der Psychophysik [Elements of psychophysics]. band 2. Leipzig: Breitkopf und Härtel. Fechner, Gustav Theodor (1860). Elemente der Psychophysik [Elements of psychophysics]. Vol. band 2. Leipzig: Breitkopf und Härtel.
  8. ^ Li, Wu-bin (February 2013). A lower envelope Weber contrast detection algorithm for steel bar surface pit defects (Tesis). Optics & Laser Technology. 
  9. ^ Drew, SA (2010). Precise attention filters for Weber contrast derived from centroid estimations (Tesis Article). JOURNAL OF VISION. 
  10. ^ Lanzara, Richard G. (1994). "Weber's Law Modeled by the Mathematical Description of a Beam Balance". cogprints.org. CogPrints. Diakses tanggal 5 December 2015. 
  11. ^ "Bio Balance - Reference Library". bio-balance.com. Diakses tanggal 5 December 2015. 
  12. ^ Hermann, Ludimar (1875). "Elements of Human Physiology". 

Bahan bacaan terkait sunting

Pranala luar sunting

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_Weber–Fechner&oldid=22281073"