La percepción del sonido por el oído humano es un mecanismo complejo pero esta determinada por cuatro cualidades que definen un sonido.

Intensidad.
Tono.
Timbre.
Evolución temporal.

Desde un punto de vista objetivo esta relacionado con la amplitud de la onda sonora y con la cantidad de energía transportada, que es lo medible del sonido (intensidad de un sonido), desde un punto de vista subjetivo (nos dice si el sonido es "muy alto o si suena bajito"), determina la Sonoridad del ruido.

Intensidad de un sonido

Hay tres conceptos íntimamente ligados con la parte energética medible de la onda sonora:

• Potencia sonora: Es la emisión de energía acústica de la fuente por unidad de tiempo para una banda determinada. Se mide en watios (w).
  
  Por tanto, podemos hablar de Potencia Instantánea, que es la tasa a la que es radiada la energía en cualquier instante de tiempo; Potencia Máxima, que es el valor máximo de potencia en cualquier instante de tiempo y Potencia Media, que es el valor integrado de potencia en un intervalo de tiempo determinado. Esta última suele ser mucho menor que la Potencia Máxima, puesto que el valor de potencia fluctúa en el intervalo del tiempo de medida.
  
  
• Presión sonora: No sólo depende de la potencia de la fuente, sino también de la distancia a esta y de las características acústicas del espacio que la rodea. La unidad de medida es el Pascal.
  
  
• Intensidad sonora: La intensidad del sonido (I) en una dirección específica deun punto del campo sonoro, se define como el flujo de energía sonora a través de una unidad de área en ese punto, siendo dicha unidad de área perpendicular a la dirección especificada.
  
  
  
  
  siendo "P" la potencia sonora emitida por la fuente.

La respuesta del oído no es lineal, esto es la respuesta no es proporcional al valor absoluto del estímulo, sino que lo es a la relación entre el estimulo y un valor umbral. Debido a esto y a los amplios márgenes de potencia (1 a 10-12) que se manejan en las ondas sonoras, se usan escalas logarítmicas se definen como:

Nivel de potencia sonora, como la potencia sonora expresada mediante la expresión:

Lw (dB) = 10 * log (W/Wo)

siendo Wo la potencia de referencia, 10-12 watios, quedando la expresión:

Lw (dB) = 10 * log W + 120.

Nivel de presión sonora, expresado en dB se define como:

Lp (dB) = 10 * log (P/Po)2 = 20 * log (P/Po),

siendo "Po" la presión sonora de referencia, de valor habitual

20 m Pa=2*10-5 Nw/m2.

Nivel de intensidad del sonido, en dB, es igual a 10 veces la razón entre la intensidad de un sonido (I) y la intensidad sonora de referencia (Io):

LI (dB) = 10 * log (I/ Io).

Donde

Io =10-12 w/m2.

En el aire

LI (dB) = 10 * log (I/ Io)=10*log(p2/rc*10-12)=20*log(p/2*10-5)= Lp (dB).

Es decir el nivel de intensidad objetiva y el nivel de presión sonora vienen dados (aproximadamente) por el mismo numero.

Es muy difícil encontrar en la naturaleza un sonido que este compuesto por una única frecuencia, siendo por lo general una suma de frecuencias armónicas o de frecuencia, múltiplo de la fundamental. A esta frecuencia fundamental o primer armónico, se le llama tono objetivo del sonido.

Los términos tono o altura se refieren a una cualidad de la sensación sonora que nos permite distinguir ente un sonido grave o bajo, de otro agudo o alto. El tono se eleva al aumentar la frecuencia.

Se denomina melodía a un sonido que esta compuesto por una sucesión de tonos de una determinada duración, y que tienen una determinada velocidad de cadencia, de forma que resulta agradable a la mayoría de los oyentes.

Cuando se realiza una mezcla de sonidos con tonos diferentes y simultáneos se produce una armonía; si la mezcla la forman sonidos cuyas frecuencias fundamentales guardan relación numéricas sencillas, la armonía será agradable y recibe el nombre de consonancia; en caso contrario forman lo que se llama una disonancia.

Tono subjetivo

Fletcher demostró que la altura de un sonido no solo depende de la frecuencia sino que también depende de la intensidad del sonido, este efecto es más patente en frecuencias bajas y para tonos puros, no existiendo prácticamente diferencia para las altas frecuencias . Fletcher propone que el tono no se exprese en Hz sino en una unidad subjetiva que fijara el tono con respecto al de un sonido de 1000 Hz y 40 dB de intensidad, a esta unidad se le llama Mel.

El timbre es una cualidad subjetiva del sonido que sirve para distinguir dos sonidos con igual tono e intensidad, pero que tienen distinta forma de onda, es decir, distinta evolución temporal. El sonido no se compone de un único tono (onda sinusoidal en el tiempo), sino de la superposición de ondas sinusoidales simples que forman el espectro del sonido (excepto en el caso de los diapasones y los audímetros, que sólo producen un tono). Haciendo un estudio espectral de la onda sonora, se diferencian de la siguiente manera.

• Onda fundamental, cuya periodicidad viene marcada por la frecuencia o tono fundamental.
  
• Armónicos del fundamental son aquellos sonidos cuyo número de vibraciones mantienen entre sí una relación como la serie natural de enteros
  
• Parciales, que son componentes que no están en relación de múltiplos enteros de la frecuencia fundamental.
  

Los sonidos procedentes del medio ambiente son anárquicos y aleatorios, e incluirán los tres tipos de componentes anteriores.

Valdría como ejemplo la misma nota procedente de dos instrumentos musicales diferentes: el sonido de un violín y un piano se distingue gracias al timbre.

Lo mismo que ocurre con el tono y la intensidad, el timbre depende fundamentalmente de la forma de onda pero también lo hace con la intensidad y frecuencia fundamental. Por eso en los equipos de alta fidelidad han de reproducir los discos al mismo nivel, con la misma velocidad y con la misma dinámica con la que se han ejecutado las obras en el momento de la grabación.

La secuencia con que se emiten o reciben los sonidos así como la evolución en el tiempo que siguen sus intensidades definen la forma de onda del sonido, y por tanto su contenido armónico.