Gerade wahrnehmbare Differenz: Weber beschreibt die gerade wahrnehmbare Differenz folgendermaßen: „Bei der Beobachtung der Verschiedenheit zwischen Dingen, die verglichen werden, nehmen wir nicht den Unterschied zwischen den Dingen wahr, sondern das Verhältnis dieses Unterschieds zu der Größe der verglichenen Dinge.“ Mit anderen Worten, wir sind in der Lage, den relativen Unterschied zu erkennen, nicht den absoluten Unterschied zwischen den Dingen. Oder wir können zwischen einem konstanten Verhältnis und nicht einem konstanten Unterschied unterscheiden. Webers erste Arbeit mit jnd hatte mit Gewichtsunterschieden zu tun, denn jnd ist der „minimale Unterschied zwischen zwei Gewichten, der notwendig ist, um sie zu unterscheiden“. Weber fand heraus, dass die feinste Unterscheidung zwischen zwei Gewichten bei einem Unterschied von 8-10 % liegt. Wenn man beispielsweise einen 100-g-Block in der Hand hält, muss der zweite Block mindestens 108 g wiegen, um einen Unterschied zu bemerken. Weber vermutete auch, dass ein konstanter Bruchteil für alle Sinne gilt, aber für jeden Sinn unterschiedlich ist. Beim Vergleich der Unterschiede in der Linienlänge muss der Unterschied mindestens 0,01 betragen, um die beiden zu unterscheiden. Vergleicht man die Tonhöhe von Musik, so muss der Unterschied mindestens 0,006 Schwingungen pro Sekunde betragen. Für jeden Sinn ist also eine gewisse Steigerung der Messung erforderlich, um einen Unterschied zu erkennen.
Webersches Gesetz: Das von Gustav Theodor Fechner formulierte Webersche Gesetz besagt, dass sensorische Ereignisse mathematisch mit messbaren relativen Veränderungen der physikalischen Reizwerte in Beziehung gesetzt werden können.
ΔR/R = k ΔR: Reizmenge, die hinzugefügt werden muss, um ein jnd zu erzeugen R: Menge des vorhandenen Reizes K: Konstante (für jeden Sinn unterschiedlich)
Webersches Gesetz ist ungültig, wenn sich der Reiz der oberen oder unteren Grenze einer Sinnesmodalität nähert. Fechner ließ sich von Webers Gesetz inspirieren und entwickelte das, was wir heute als Fechnersches Gesetz kennen. Das Fechnersche Gesetz variierte und wurde dadurch weiterentwickelt, dass Fechner neue Methoden zur Messung von gerade noch wahrnehmbaren Unterschieden in verschiedenen Sinnesmodalitäten entwickelt hatte, wodurch die Messergebnisse genauer wurden.
Experimentelle Psychologie: Die meiste Zeit seiner Karriere arbeitete Weber mit seinen Brüdern Wilhelm und Eduard und seinem Partner Gustav Theodor Fechner zusammen. Während dieser Zusammenarbeit führte Weber Forschungen über das Zentralnervensystem, das Gehör, die Anatomie und Funktion des Gehirns, den Kreislauf usw. durch, sowie einen großen Teil der Forschungen über Sinnesphysiologie und Psychologie. Zu Webers Beiträgen zur experimentellen Psychologie gehören:
Experimentelle Wellentheorie: untersuchte die Strömung und Bewegung von Wellen in Flüssigkeiten und elastischen Röhren.
Hydrodynamik: entdeckte Gesetze und wandte sie auf den Kreislauf an. 1821 startete Weber zusammen mit seinem jüngeren Bruder Wilhelm eine Reihe von Experimenten zur Physik der Flüssigkeiten. Diese Forschung war die erste detaillierte Darstellung der hydrodynamischen Prinzipien im Blutkreislauf. Weber setzte seine Forschungen über das Blut fort und machte 1827 eine weitere wichtige Entdeckung. Weber erklärte die Elastizität der Blutgefäße mit der Bewegung des Blutes in der Aorta in einem kontinuierlichen Fluss zu den Kapillaren und Arteriolen.
Zwei-Punkt-Schwellen-Technik: half dabei, die Sensibilität und die Tastschärfe am Körper mit Hilfe der Kompass-Technik zu kartieren. Die Kompasspunkte wurden in unterschiedlichen Entfernungen aufgestellt, um zu sehen, in welcher Entfernung die Kompasspunkte als zwei getrennte Punkte und nicht als ein einziger Punkt wahrgenommen werden. Weber schrieb auch über andere Ideen zur Empfindung und testete sie, einschließlich einer Endschwelle, die die höchste Intensität ist, die ein Individuum wahrnehmen kann, bevor die Empfindung nicht mehr wahrgenommen werden kann.
Webers Illusion: eine „Erfahrung der Divergenz von zwei Punkten, wenn die Stimulation über unempfindliche Bereiche bewegt wird, und der Konvergenz von zwei Punkten, wenn sie über empfindliche Bereiche bewegt wird“. Webers Einsatz von multivariaten Experimenten, präzisen Messungen und Forschungen zur Sinnespsychologie und Sinnesphysiologie legte den Grundstein für die Akzeptanz der experimentellen Psychologie als Fachgebiet und lieferte den Psychologen des 19. Jahrhunderts neue Ideen, die sie ausbauen konnten.