乒乓球运动员在大型体育馆比赛产生心理物理学现象的研究，本文主要内容关键词为：物理学论文,体育馆论文,乒乓球论文,运动员论文,现象论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
摘要 用流体力学原理、声学原理、运动心理学证明了乒乓球运动员在大型体育馆比赛所产生的“球速差感”是一种错觉；探讨了产生这种错觉的原因；指出这种错觉是一种心理物理学现象，并阐述了研究体育运动中的心理物理学现象的重要意义。
关键词 乒乓球比赛，体育馆，错觉，心理物理学现象，空气阻力，响度
Psychological Physics Phenomenon of Table Tennis Players in Match in Large Gymnasium
Guo Shao-an etc.
(SDPEI,Jinan,China 250063)
Abstract Applying principles of hydromechanics the authorproved the "deviation of ball speed" was
a
kind
ofmisconception,which occured in table tennis match in largegymnasium. The writer probed into the
cause
of
themisconception by principles
of
sports
psychology
andacoustics,pointed out it was a kind of psychological physicsphenomenon,and elaborated the significance of psychologicalphysics phenomenon in exercise.
Key words Table tennis match,Gymnasium, Misconception,Psychological physics phenomenon,Air resistance,Loudness
1 问题的提出
乒乓球运动员特别是青少年运动员，从空间小的训练房到大型体育馆比赛感到很不适应。其中主要的不适应点是：感到用同样动作击出的球，在空中运行速度比训练房内慢，总觉得发不出力来，以致产生心理障碍，影响正常发挥运动技能水平。运动员所产生的上述“球速差感”是一种错觉。这种错觉是由客观事物刺激引起，又受生理、心理等因素的影响产生的心理物理学现象。为什么说上述“球速差感”是一种错觉，这种错觉是怎样产生的，研究体育运动中这种心理物理学现象有哪些重要意义，本文对以上3个问题做粗浅的探讨。
2 为什么说“球速差感”是一种错觉
证明上述“球速差感”是一种错觉，就必须证明在训练房与大型体育馆的空间发生较大变化的情况下，乒乓球运动员用同样动作击出的（标准用）球在空中运行时，球所受到的空气阻力F相等。
根据流体力学原理，计算空气阻力的公式为：
从公式中得知：空气对球的阻力F 取决于与气流相对的球的正面阻力面积S、球相对于气流速度V、空气的密度ρ、迎面阻力系数Cd4 个因素。鉴于我们以同样动作击（标准用）球为研究前提，可以肯定与气流相对的球的正面阻力面积S、球相对于气流速度V均无变化。空气的密度ρ在一般情况下约为1.2千克／米[3]，几乎是一个常数。球在空中运行时迎面阻力系数Cd因球的形状和雷诺尔数不变也没有变化。因此，在训练房内和大型体育馆内空气对球的阻力F是相等的。
还应说明，无论是训练还是比赛，在空气中运行的乒乓球都是带有旋转的，根据伯努利定律，旋转效应会产生气流速差压力，但这种气流速差压力不影响球在空中运行的速度，只会改变球体运行的方向。因此，作用在球体上的气流速差压力与空气对球的阻力F无关。
综上论证得出的结论是：乒乓球运动员用同样动作击出的球，在大型体育馆内同训练房内空中运行的速度相等，心理上出现的“球速差感”是一种错觉。
3 产生“球速差感”的原因
运动心理学指出，错觉是对客观事物歪曲了的知觉。刺激物各个成分的相互影响以及知觉主体的某种生理和心理的原因，都可以引起错觉。乒乓球运动员主要是依赖于视知觉和听知觉来判断球的运动速度的，在大型体育馆比赛之所以产生“球速差感”这样的错觉，其主要原因是由于“馆”、“房”条件特别是空间有了很大的变化，从而引起了“视觉运动性对比错觉”和听觉响度对比知觉对“乒乓”音响的强弱形成对比差异。
3.1 乒乓球在空中运行及其运行速度在运动员头脑中的反映是属运动知觉，而且是真动知觉。真动知觉与时间知觉、空间知觉有密切联系。同一运行速度的乒乓球，其速度快慢知觉与运动员观察距离和四周参照物所形成的背景的大小、距离的远近密切相关。观察距离近看起来速度就快，距离远看起来速度就慢；参照物距离近看起来速度就快，距离远看起来速度就慢。乒乓球运动员在小训练房训练和在大型体育馆比赛，观察运行着的球的距离是相同的，但四周的参照物包括档板、邻近的球台、座位、墙壁等，小训练房就比大型体育馆近得多。小训练房给运动员提供的是小的视觉背景，大型体育馆为运动员提供的是大的视觉背景，运动员用同样动作击出的同样速度的球在小背景下就会感到它的运动速度“快”，在大背景下就会感到它的运动速度“慢”。正是由于这种原因，运动员在习惯训练房近距离的小背景环境再到大型训练馆远距离的大背景环境下比赛，就会出现视觉运动性对比错觉。
3.2 乒乓球运动员用拍击球和球着台后产生的“乒乓”声波， 在四周的空气和弹性介质中传播，当声波作用于运动员听分析器并经过传导，便产生“乒乓”声音。在训练房中训练的运动员的听分析器不仅受到每击一球所产生的声波的刺激，还几乎同时受到通过四周介质反射回来的声波的刺激，因此常年在训练房训练的运动员的听分析器受到的“乒乓”声响度刺激是强音响刺激，而在大型体育馆内其听分析器受到的“乒乓”声响度刺激则是微弱的。声学原理告诉我们，声音的音响强度取决于声波之能流密度，能流密度大者声音强，能流密度小者声音弱。在大型体育馆内，拍击球和球着台产生的“乒乓”声波，要在大空间和空气中传播（声波在常温下的传播速度是340米／秒）， 又被吸音系数大的介质吸收大量的声能（特别是在坐满观众的情况下），因此传播到运动员的听分析器时声波能量衰减，能流密度较小，“乒乓”声音的音响就弱，加之观众行为所发出的噪音干扰，运动员对“乒乓”声音的知觉就更弱。这与运动员常年在训练房内受到的强音响刺激有较大差异。这种响度对比差异，对依赖于把听觉性运动知觉作为一种因素来判断球速的乒乓球运动员来说，心理上便产生了客观球速与主观球速差异错觉。
4 研究体育运动中的心理物理学现象的重要意义
4.1 本文用流体力学、运动心理学和声学的有关原理， 揭示了乒乓球运动员在大型体育馆比赛产生“球速差”感觉，是一种心理物理学现象——错觉。它为广大乒乓球运动员、教练员提供了认识上述错觉的理论依据，并为进一步揭示乒乓球运动中尚未揭示的错觉打开了认识思路。研究乒乓球运动中的错觉这种心理物理学现象，对于提高教练员、运动员认识客观事物的水平有着重要作用。它提示有条件的优秀乒乓球运动队应多到大型体育馆中训练，克服视觉运动性对比错觉的产生。它还为从实战需要出发改进乒乓球训练场地的设施条件，从一个侧面提供了理论依据。例如，为了减少上述馆、房声音强弱差异，可以设想在训练房中安装消声器和在四周布满吸音系数极大的介质等。
4.2
本文仅从一个侧面初步研究了体育运动中的心理物理学现象，旨在举一反三，抛砖引玉，扩大体育运动中的研究领域，繁荣体育科技事业，进一步落实“科技兴体”方针。作为错觉这种心理物理学现象，在各项体育运动中都会存在，正因为这些错觉的存在有的还未被揭示，使广大教练员、运动员心理产生这样那样的障碍，影响他们认识困难，克服困难，攻克难关，攀登高峰。因此，研究体育运动中的心理物理学现象并用研究成果指导训练、比赛实践，是各项体育运动攀登世界高峰新的、重要课题之一，应当引起广大教练员、运动员和体育科技工作者的重视。
（收稿日期：1996—01—16）