聲波是由物體振動產生的，聲波被人耳接收後就會產生聽覺。因此，物體振動情況不同，它引起人耳的聽覺也就不同。
300多年前，科學家伽利略發現，用薄刀片很快刮過銅幣邊緣密密的槽紋時，有清脆的聲音傳出；刀片動作越快，聽到的聲音越高。因此他指出，聲音的高低是由物體振動快慢決定的。
在科學上，聲音的高低叫音調，物體振動的快慢叫頻率。因此，伽利略的發現，實際上反映了人耳聽到的聲音音調與物體振動頻率之間存在著如下關係：發聲物體振動頻率高，人耳聽到的聲音音調就高；振動頻率低，聲音音調就低。
發聲物體每秒鍾振動的次數，用赫茲為單位來表示。通常男子說話，聲帶振動的頻率在95~142赫之間；女子說話，頻率在272~553赫之間。所以男子說話的音調比女子要低。
人類嗓音的頻率範圍遠不如樂器寬。最低的男低音的頻率是64赫，最高的女高音的頻率為1300赫。而鋼琴的最低音為27赫，最高音則是4000赫。
人耳聽到的聲音不僅有音調的不同，而且有響度上的差別。用力敲鼓，鼓皮的振動幅度大，人耳聽到的聲音就響；反之，輕輕敲鼓，鼓皮振動幅度小，聲音就弱。用力拉琴，琴弦振幅大，聲音就響；輕輕拉琴，琴弦振幅小，聲音就輕。可見，聲音的響度和發聲物體的振幅有關。聲音的響度越大，表明發聲物體傳出來的聲波能量越多，這能量是靠外界提供給物體的。敲鑼打鼓，要花費很大的力氣；引吭高歌，也要費盡不少的氣力。人們消耗了身體一定的能量，才產生出了聲波的能量。但是，外界消耗在發聲物體上的能量，隻有很少一部分轉化成了聲波的能量，大部分變成熱量白白散掉了。例如，一個人講話時，產生的聲波能量隻占發聲消耗能量的百分之一，而樂器演奏時僅占千分之一。
在日常生活中，人們還常常發現，許多不同的物體，盡管它們發出來的聲音的音調和響度都相同，但是人耳聽起來卻感覺不同。這就是通常所說的它們的音色不同。例如，樂器合奏時，各種樂器奏的是同一支曲子，我們用耳朵卻能分辨出哪是鋼琴的聲音，哪是黑管的聲音，哪是其他樂器的聲音，原因就在於它們的音色不同。那麼，音色是怎樣產生的呢？原來任何一種樂器或物體發出來的聲音，都不是單一頻率的“純音”，而是由許多不同“純音”組成的“複音”。其中頻率最低、振幅最大的一個純音叫基音；其餘純音的振幅都比基音小，而且頻率都是基音頻率的整數倍，它們叫泛音。各種樂器或物體在發出一種基音的同時，發出的泛音的多少、泛音的頻率和振幅都各不相同，這就使得它們的聲音各具特色。例如鋼琴在奏出一個基音是100赫的複音時，它包含有15個頻率分別為200赫、300赫……的泛音；而黑管吹出同樣一個基音是100赫的複音時，它隻包含有9個泛音，並且各泛音的振幅同鋼琴的也不一樣。因此我們聽起來兩者感覺不同。可見，基音決定聲音的音調，而泛音決定音色。一種聲音中包含的泛音越多，聽起來越悅耳動聽，豐富的高泛音給人以活潑愉快的感覺，而豐滿的低泛音給人以深沉有力的感覺。
一個人講話時，由於各自聲帶振動發出的泛音不同，所以聽起來各有各的音色。這樣我們就很容易從聲音上去辨認他們。俗話說“聞其聲而知其人”，就是這個原因。
伽利略
伽利略（1564～1642），意大利物理學家、天文學家和哲學家，近代實驗科學的先驅者。其成就包括改進望遠鏡和其所帶來的天文觀測，以及支持哥白尼的日心說。當時，人們爭相傳頌：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙。”
他是為維護真理而進行不屈不撓鬥爭的戰士。他首先提出並證明了同物質同形狀的兩個重量不同的物體下降速度一樣快，他反對教會的陳規舊俗，由此，他晚年受到教會迫害，並被監禁。他以係統的實驗和觀察推翻了亞裏士多德諸多流行了近兩千年的觀點。因此，他被稱為“近代科學之父”。他的工作，為牛頓的理論體係的建立奠定了基礎。
今天，英國科學天才史蒂芬·霍金說：“自然科學的誕生要歸功於伽利略，他這方麵的功勞大概無人能及。”