Come è mostrato nel paragrafo precedente il campo di variazione delle intensità sonora è estremamente ampio: occupa circa 12 ordini di grandezza.

Questa grande variabilità, assieme al fatto che l'orecchio è sensibile alle variazioni di pressione, e non al valore assoluto della pressione stessa, determina la scelta di esprimere la misura dell'intensità del sono mediante una scala logaritmica.

Si definisce perciò il livello di intensità sonora come

Il misurare l'intensità sonora, anziché tramite il valore assoluto dell'energia sonora (o della pressione) che colpisce l'orecchio, con una scala logaritmica rapportata alla soglia di udibilità presenta una serie di vamtaggi:

• il valore di intensità relativo alla soglia di udibilità vale proprio 0 dB

se infatti sostituiamo a I proprio il valore di I_min = 10 ^{− 12}W / m² otteniamo naturalmente

• possibilità di rappresentare grandezze che presentano un grande campo di variazione

nel caso del suono il campo di variazione è incredibilmente esteso: l’intensità sonora di un concerto rock (prossimo alla soglia del dolore, e non è questione di gusti!!) è 1000 miliardi più intensa della soglia di udibilità. Usando la definizione di I^(dB), se al posto di I sostituiamo I_max, otteniamo:

• A livello percettivo l’orecchio sembra rispondere, approssimativamente, allo stimolo rappresentato dall’intensità dell’onda seguendo una scala logaritmica.

il volume percepito non è in relazione lineare con l’intensità. Cioè raddoppiando l’intensità sonora (e questo può essere fatto oggettivamente in laboratorio) non si percepisce un suono di intensità doppia.

• la scala presenta il "giusto" livello di sensibilità

ciò viene ottenuto premettendo il fattore 10 al logaritmo del rapporto delle intensità. Nella definizione tale fattore è opportuno (senza di esso avremmo ottenuto un'unità di misura dieci volte più grande del dB, il Bel appunto) in quanto il dB rappresenta, con buona approssimazione, la minima differenza di intensità tra due suoni che l'orecchio può percepire. Vale a dire che l'orecchio coglie la differenza di intensità tra due suoni solo se il loro livello differisce per più di un dB.

La seguente tabella riporta i livelli relativi di intensità sonora in scala logaritmica, cioè in dB, relativamente all'intensità standard del suono appena percepibile. Questi valori sono indicativamente associati ad alcune situazioni relative alla vita di tutti i giorni .

L'intensità sonora I^(dB) è una grandezza fisica che, oggettivamente, misura il flusso di energia trasportata dall'onda sonora. Tale grandezza non descrive correttamente però la "sonorità" percepita (in inglese loudness) in quanto essa dipende in modo decisivo dalla frequenza del suono, e in misura minore, anche dal timbro del suono stesso. Un esempio spettacolare di tale fatto può essere ottenuto ascoltando (in cuffia) questo suono di frequenza crescente con continuità (si va 20 Hz fino a 20000 Hz). L'intensità oggettiva del suono è costante, come dimostra l'immagine dell'inviluppo della forma d'onda riportata accanto al suono

L'esperimento non lascia dubbi: la sonorità percepita aumenta sensibilmente per le frequenze centrali;

La sonorità percepita presenta quindi un legame complesso con l'intensità sonora. Per descriverla adeguatamente si è pensato di ricorrere alla rappresentazione mediante curve isofoniche che riportano, al variare della frequenza, il luogo geometrico dei punti per i quali la sonorità percepita è costante. Esse vengono ottenute chiedendo all'ascoltatore, mentre ascolta suoni di diversa frequenza, di regolare la manopola del volume in modo da percepirli con la stessa intensità.

Dal grafico possiamo trarre alcune importanti conclusioni:

• convenzionalmente si fissa il livello di sonorità percepita uguale al livello di intensità sonora I^(dB) alla frequenza di 1000 Hz.

• se la sonorità percepita fosse determinata completamente dalla sola intensità sonora della sorgente le curve isofoniche sarebbero orizzontali. In effetti ciò è abbastanza vero per le frequenze che vanno da 200 a 6000 Hz (che tra l'altro sono le più importanti nella pratica musicale);

• alle basse e alle alte frequenze si ha un calo di sensibilità dell'orecchio. Per percepire un suono di frequenza di 50 Hz alla sonorità di 10 dB occorre, seguendo la curva isofonica e leggendo in ordinata il valore corrispondente a 50 Hz, investire l'orecchio con un'intensità sonora I^(dB) di ben 60 dB (cioè circa 100000 volte maggiore!). Allo stesso modo, per udire un suono a 20 Hz la soglia di udibilità sale a 70 dB (circa 10 milioni di volte maggiore della soglia a 1000 Hz);

• seguendo stavolta una retta orizzontale (relativa ad esempio all'intensità sonora I^(dB)=70 dB) fino ad incontrare la curva isofonica relativa a 40 dB ci s'accorge che tale intersezione avviene (circa) alle frequenze di 100 e 15000 Hz. A tali frequenze la sonorità percepita è di mille volte inferiore (da 70 dB a 40 dB) a quella percepita a 1000 Hz. Ciò rende conto del drastico calo di sonorità percepita che si verifica alle basse e alle alte frequenze;

• osservando le curve si riscontra la presenza di un minimo (cioè di un massimo di sensibilità) ad una frequenza di poco inferiore ai 4000 Hz; tale frequenza corrisponde alla frequenza di risonanza del condotto uditivo. La successiva frequenza di risonanza (3 volte quella fondamentale essendo il condotto trattabile come una canna chiusa) si trova circa a 12000 Hz e determina attorno a questa frequenza, quella "piega" che spiega il "rallentamento" nella perdita di sensibilità alle alte frequenze.

L'altezza di un suono è quell'attributo del suono stesso che ci consente di percepirlo come "nota" musicale; tale attributo può poi essere adeguatamente trascritto con un sistema di simboli posti all'interno di un pentagramma. Il parametro fisico determinante per la generazione della sensazione di altezza di un'onda puramente armonica è la sua frequenza dell'onda.

L'orecchio umano è in grado di percepire un suono solo se la sua frequenza è compresa tra circa 16Hz e 20000Hz, valori detti limiti di udibilità, anche se in realtà, nella pratica musicale si utilizza un più ristretto intervallo di frequenze -dai 20 Hz ai 4000 Hz- che corrisponde alle sette ottave del pianoforte. L'orecchio infatti è maggiormente sensibile proprio in questa regione dello spettro sonoro, fatto da cui possiamo dedurre che la musica, attività evidentemente artificiale, è stata prodotta dalla civiltà umana entro le possibilità del nostro sistema percettivo con un meccanismo di selezione culturale.

Parliamo di selezione culturale e non selezione naturale in quanto il meccanismo della selezione darwiniana avviene in un certo senso all'opposto: il sistema percettivo si è naturalmente strutturato in modo da essere in grado di percepire quei suoni naturali (es. l'avvicinarsi di una preda, lo stormire delle fronde, il respiro, ...) la cui rilevazione permetteva la maggior possibilità di sopravvivenza. Non a caso, poiché l'ambiente naturale è simile per molte specie, il campo di udibilità delle varie specie animali è piuttosto omogeneo.

Non tutte le "perturbazioni" periodiche che si propagano nello spazio sono percepibili dall'orecchio umano.

Noto l'intervallo delle frequenze udibili è utile calcolare la lunghezza d'onda dei suoni corrispondenti. Assumendo una velocità v del suono in aria pari a 340 m/s, ricordando (si veda a questo proposito la pagina come si descrive un'onda?) che