研究刺激的物理量與它所引起的感覺量之間關係的心理學分支。1860年由G.T.費希納創立。其主要任務是測量感覺閾限和製作測量心理量的心理量表。
心理物理定律 1834年E.H.韋伯在測量重量差別閾限時發現，要覺察出重量的變化，其差別閾限值總是初始重量的2%，用公式表達即ΔI/<I＝K。其中I為刺激強度；ΔI為差別閾限；K是個常數，這個常數稱韋伯常數，這個定律即韋伯定律。韋伯分數相當恒定，不同感覺道的韋伯分數各不相同，且隻適用於中等強度的范圍。
費希納以差別閾限為感覺單位，來測量刺激所引起的感覺量有多少。結果發現，感覺的強度與刺激強度的對數成正比，即E＝KlgI+C，E為感覺強度，I為刺激強度，K和C為常數，這就是費希納定律。這個定律也隻適用於中等強度的范圍。
S.S.史蒂文斯等人在研究中發現，感覺器官的功能狀態也會影響感覺閾限的測量。他主張在確定刺激強度和感覺量之間的關系時，要計入在給定條件下感受性的絕對閾限，因而提出瞭新的公式：
f= K( φ– φ 0) n 式中 f為感覺量， φ為刺激強度， φ 0為指定條件下發生作用的絕對閾限， K為常數， n為指定數階次，這就是 史蒂文斯定律。心理物理函數服從對數定律還是冪定律，常因具體條件不同而異。根據現有的實驗結果，似乎心理量的質的連續體，如音高、色調的心理物理函數服從對數定律；而量的連續體，如響度、明度則服從冪定律。
感覺閾限的測量方法 費希納在測量感覺閾限時運用的古典的方法主要有：①極限法。刺激以相等又是最小的單位為間距，由小到大和由大到小變化，將被試從無感覺到有感覺和從有感覺到無感覺分界線上的刺激強度作為感覺閾限。②恒定刺激法。在一個實驗中，圍繞著閾限上下固定少數幾個間距相等、呈現次數相等的刺激，以隨機方式呈現給被試，記錄每個刺激被感覺到的次數，將50%的次數能引起感覺的刺激強度作為閾限值。③平均誤差法。讓被試調整一個比較刺激，使之與標準刺激的強度相等，以被試每次調整的結果與標準刺激之差的絕對值的平均數作為差別閾限。④信號檢測法。在用古典的方法測定感覺閾限時，被試的態度往往會對測驗結果產生比較大的影響。信號檢測論則能把人的感受性與他的判斷標準區分開來，並以獨立的數據分別表達它們。其基本實驗方法有有無法、評價法和迫選法。
心理量表的制定方法 刺激的物理量和它引起的感覺量的變化並不是一對一的關系，因此，為瞭度量閾上感覺量，就需要根據刺激變化和感覺變化之間的關系建立心理量表。心理量表主要有：①順序量表。既沒有相等單位也沒有絕對零，隻要求被試按照某一標準，如對兒童玩具的喜愛程度，將所要評判的對象排成順序的量表。制作方法有：每一被試都按某一標準將所要評判的對象排成順序，再計算每一對象的平均等級，按等級數排列起來的制定方法為等級排列法。把要評判的對象兩兩配成對，讓被試者按某一標準從中選擇出一個來，再按每個刺激的選擇次數排列起來構成量表，為對偶比較法。②等距量表。隻有相等單位而沒有絕對零的量表。常用差別閾限法來制定。以絕對閾限為量表的零，以差別閾限為感覺單位，某一刺激包含多少差別閾限就是這個刺激所引起的心理量。在制作順序量表時所得的數據經過統計處理，也可制成等距量表。實驗測定，心理量與刺激強度的對數成正比，這就是費希納定律。③比例量表。既有相等單位又有絕對零的量表。S.S.史蒂文斯制作比例量表所用的方法稱數量估計法。即給被試者呈現一個標準刺激，讓他用一個數字來代表這個刺激所引起的感覺的強度。再讓他用這個標準衡量呈現給他的別的刺激，並用數字來代表它們所引起的感覺的強度，從而制成比例量表。用這種方法所定義的心理量是刺激的物理量的冪函數，就是史蒂文斯定律。
推薦書目
赫葆源, 張厚粲, 陳舒永. 實驗心理學. 北京: 北京大學出版社, 1983.
ANDREAS B G. Experimental psychology. New York: Wiley, 1960.