单摆微差计时器

单摆微差计时器：单摆微差计时器


这一测时装置最先是由恺泽（Kaiser，1859）运用于天文学上对人差的测量，以观察两个摆长不同的摆锤视觉的重合来推算人造星体通过的时间，其后由桑福德（Sanford，1889）加以改进，用两摆的视觉合一来测量心理反应时间。根据单摆振动定律（lawofsimplependulumvibration），单摆的振动周期（T）跟摆长（L）与重力加速度（g）有以下的关系：

T=2nL/g。其中n代表两摆的振动周期有一个微小的差别，根据这个微小


差别，便可求得反应时间量值。

测量前，主试先调整两摆的摆长，例如使长摆每分钟摆动75次，短摆每分钟摆动77次，则两摆每周的时差为0.8-0.78=0.02（秒）（0.8秒是长摆摆动一周的时间，0.78秒是短摆摆动一周的时间）。实验程序是这样的：长摆和短摆均放在释放处上面，等待释放。主试掌握长摆键，被试掌握短摆键。在主试发出“预备”信号的2秒钟之内，主试按动长摆键，此时长摆开始摆动。被试的任务是看到长摆启动后，就立即按下短摆键释放短摆。由于总是长摆先动，然后短摆渐渐的追上，每摆一次长摆被短摆追上0.02秒，那么短摆追上长摆时的摆动次数乘以0.02秒就是短摆与长摆发动的时间间隔。设短摆追上长摆所需要的摆动次数为n，则0.02秒×n就是反应时间。例如长摆摆动后经11次，短摆才与长摆重合，这次的反应时间为0.02×11=0.22（秒）。如果被试者反应太慢，比如长摆经过一个完全的摆动后，短摆才开始摆动，又经过5次，二摆重合，则可在正常计算外，另加长摆摆动完整一次的时间，即0.02×5 0.8=0.9（秒）。在记数时，我们应注意摆一去一回才算完整的一次；另外在观察二摆重合时，常常有三次不易分辨谁先谁后，那么就以中间的一次为准。微差计时器乃是一种“手动”的仪器，图3-5为其原理图。