Franciscus Cornelis Donders werd in 1818 geboren. Hij werd vooral beroemd als oogarts. In Utrecht was hij professor en richtte het Ooglijdersgasthuis op. Maar hij deed ook onderzoek naar de werking van de hersenen, waar men toen nog weinig van wist. Hij bedacht een slimme manier om aan te tonen dat denken tijd kost. Dat was nooit eerder vertoond.
Ter gelegenheid van zijn tweehonderdste geboortedag richtte de Radboud Universiteit in Nijmegen een kleine expositie in, waar ook het door hem in 1865 bedachte apparaat tentoongesteld was.
Donders paste de enkele jaren eerder uitgevonden methode toe van het opnemen van geluidstrillingen op een beroete trommel, zie figuur 2. De trommel wordt met een hendel rondgedraaid. Ondertussen verschuift hij horizontale richting dankzij een schroefas. Donders combineert twee registraties in één apparaat. De eerste is het golvende spoor dat getrokken wordt door een pinnetje dat bevestigd is aan een van de poten van een stemvork. De stemvork heeft een frequentie van 261 Hz.
a) Bereken de trillingstijd van deze stemvork.
De frequentie is 261 Hz, dat wil zeggen 261 trillingen per seconde. De trillingstijd is dus 1/261 s = 0,0038 s.
De tweede opname is die van stemgeluid. Daartoe plaatst Donders voor de trommel een soort van trechter met aan het eind een membraam (trommelvlies) dat meetrilt met het geluid, zie figuur 3. Aan het membraam is een pinnetje bevestigd dat een tweede spoor trekt, vlak naast het spoor van de stemvork.
Nu komen we toe aan hoe Donders probeerde erachter te komen of denken tijd kost. De onderzoeker en een proefpersoon nemen naast elkaar plaats voor de trechter. De opdracht aan de proefpersoon is: als de onderzoeker luid 'ka' zegt, moet u reageren door zo snel mogelijk óók 'ka' te zeggen.
Vanwege de reactietijd zit er enige tijd tussen beide geluiden. Dat moet terug te zien zijn in het spoor.
Er is maar één afbeelding bewaard gebleven waarop deze twee sporen te zien zijn. Donders nam die op in een wetenschappelijk artikel.
b) Welk spoor is dat van de stemvork?
Het bovenste spoor
c) Wijs aan op welke momenten de onderzoeker en de proefpersoon 'ka' gezegd hebben.
Bij het onderste spoor is door Donders op twee plaatsen een (slecht leesbare) letter geplaatst, waarna er een (ook moeilijk te zien) zwak reeksje golven begint. De letters geven aan wanneer de onderzoeker en de proefpersoon beginnen met de klank 'ka'. (Als je goed kijkt zie je na de letters regelmatige golven die horen bij de klank van één frequentie, namelijk de klinker in het uitgesproken woord. Amerikanen hebben gevonden dat het de niet de a- maar de oe-klank is.)
d) Tel het aantal door de stemvork veroorzaakte hele golven – één keer op plus éen keer neer – tussen deze twee momenten en bereken daarmee de reactietijd van de proefpersoon.
32 hele trillingen. De reactietijd is dus gelijk aan de tijdsduur van 32 trillingen van de stemvork. De trillingstijd van de stemvork is 0,0038 s. Dus de reactietijd is 32 x 0,0038 = 0,12 s.
Om te meten of denken tijd kost, maakte Donders de opdracht aan de proefpersoon ingewikkelder. Hij gaf de instructie dat die het woord 'ki' moest nazeggen maar moest zwijgen als de onderzoeker 'ka' of 'ko' zei. De proefpersoon had nu duidelijk meer tijd nodig. Kennelijk kost denken tijd!
Helaas is van deze proef geen afbeelding bekend. Of zou het kunnen zijn dat de bovenstaande afbeelding juist daarbij hoort? In dat geval ontbreekt een afbeelding van de meting van de gewone reactietijd. Om erachter te komen wat het geval is, kun je gebruik maken van informatie over de reactietijd die op internet te vinden is.
e) Bepaal je gewone reactietijd.
Bijvoorbeeld:
- individueel op computer: reageren op veranderend beeld.
- met zijn tweeën: proef met liniaal.
f) Wat denk je: hoort de figuur bij de gewone reactietijd of bij een denktaak?
De bij c. gevonden tijd (0,12 s) is lager dan de uitkomst die veel mensen vinden bij een testje via internet, bijvoorbeeld 0,3 s. Het is daarom waarschijnlijk dat de afbeelding niet hoort bij een taak waarbij nagedacht moet worden, maar bij het meten van de gewone reactietijd.
