Адекватным раздражителем для слухового анализатора является звук, который представляет механические колебания среды, подчиняющиеся законам волнообразного движения. Звуковые колебания распространяются в газах, жидкостях и твердых средах, при этом скорость распространения звуковой волны зависит от плотности среды и составляет в воздухе 332 м/с, в воде — 1450 м/с.
В основе психоакустических понятий «высота», «громкость» и «тембр» лежат физические характеристики звуковых колебаний — частота, амплитуда, частотный спектр.
Единицей измерения частоты звука является герц (Гц), значение которого соответствует количеству колебаний в одну секунду. Диапазон воспринимаемых человеческим ухом частот лежит в пределах от 16 до 20 000 Гц, при этом к звукам 1000 и 2000 Гц ухо человека особенно чувствительно, что объясняется биологической приспособляемостью звуковоспринимающего аппарата к звукам, составляющим тембр человеческой речи.
По частотным характеристикам звуки подразделяются на низкочастотные (до 500 Гц), среднечастотные (от 500 до 3000 Гц) и высокочастотные (от 3000 Гц).
По частотному спектру звуки делятся на простые (чистые тоны), состоящие из одного тона, сложные и шумы. Сложные звуки состоят из основного тона и обертонов, при этом их тембровая характеристика зависит от числа и частотной характеристики обертонов.
Шум — это негармонический звук со сложной частотной структурой.
Под интенсивностью звука понимают среднюю энергию, переносимую звуковой волной к единице площади, которая определяется амплитудой звуковых колебаний. Измерение интенсивности звука в единицах звукового давления (мкбар, эрг) представляет определенные сложности. Так, например, порог слышимости (минимальная интенсивность, вызывающая ощущение слышимого звука) в области 1000–4000 Гц соответствует 0,000204 бара (10–9 эрг), а максимальный уровень интенсивности (порог боли) — 640 бар (104 эрг). И поэтому была введена единица уровня громкости звука — децибел (дБ). Это позволило выразить интенсивность звуков в области слухового поля человека (область, заключенная между порогом слышимости и порогом боли) в относительных единицах от 0 до 140 дБ (децибел — 0,1 десятичного логарифма отношения силы данного звука к пороговому уровню, 1 дБ = 0,1 lgP1/P0).
При восприятии звуковых колебаний в периферическом отделе слухового анализатора происходят процессы звукопроведения — доставки звуковой волны к рецепторному аппарату улитки (наружное ухо, среднее ухо, жидкостные среды и мембраны улитки) и звуковосприятия — превращения энергии звуковых колебаний в нервное возбуждение рецепторов спирального органа, передающееся в кору головного мозга (волосковые клетки кортиева органа, проводящие пути слухового анализатора, слуховая кора).