L’acoustique est devenue un vaste domaine interdisciplinaire englobant les disciplines académiques de la physique, de l’ingénierie, de la psychologie, de la parole, de l’audiologie, de la musique, de l’architecture, de la physiologie, des neurosciences et autres. Parmi les branches de l’acoustique figurent l’acoustique architecturale, l’acoustique physique, l’acoustique musicale, la psychoacoustique, l’électroacoustique, le contrôle du bruit, les chocs et vibrations, l’acoustique sous-marine, la parole, l’acoustique physiologique, etc.
Le son peut être produit par un certain nombre de processus différents comme les suivants :

• Les corps vibrants: quand une peau de tambour ou une machine bruyante vibre, elle déplace l’air et fait fluctuer la pression de l’air local.
• Changer le flux d’air: quand nous parlons ou chantons, nos cordes vocales s’ouvrent et se ferment pour laisser passer des bouffées d’air.
• Dans une sirène, les trous d’une plaque tournant rapidement bloquent alternativement l’air, résultant en un son fort.
• Les sources de chaleur dépendant du temps: une étincelle électrique produit un craquement; une explosion produit un coup en raison de l’expansion de l’air causée par un chauffage rapide.
• Le tonnerre résulte d’un échauffement rapide par un éclair.
• Le flux supersonique: les ondes de choc résultent lorsqu’un avion supersonique ou une balle en accéleration force l’air à circuler plus vite que la vitesse du son.

La gamme d’intensité sonore et la gamme de fréquences auxquelles le système auditif humain répond est tout à fait remarquable. Le rapport d’intensité entre les sons qui causent de la douleur à nos oreilles et les sons les plus faibles que nous pouvons entendre est supérieur à $10^{12}$. Le rapport de fréquence entre les fréquences les plus hautes et les plus basses que nous entendons est proche de $10^3$, soit plus de 9 octaves., une octave correspondant au  doublement de la fréquence). La vision humaine est également tout à fait remarquable, mais la gamme de fréquences n’est pas comparable à celle de l’ouïe humaine.
La gamme de fréquence de la vision est un peu moins d’une octave (environ $4 \times 10^{14}$ à $7 \times 10^{14}$ Hz). Dans cette gamme d’une seule octave, nous pouvons identifier plus de 7 millions de couleurs.
Étant donné que la gamme de fréquence de l’oreille est neuf fois plus grande, on peut imaginer combien de couleurs sonores pourraient être possibles.
Les humains et les autres animaux utilisent le son pour communiquer, et il n’est donc pas surprenant que l’ouïe humaine soit la plus sensible par rapport à la gamme de fréquences couverte par la parole humaine. C’est sans aucun doute un résultat logique de la sélection naturelle. Ce même phénomène est trouvé dans la majeure partie du règne animal. Des observations simples montrent que les petits animaux utilisent généralement des fréquences élevées pour la communication tandis que les grands animaux utilisent des fréquences basses.
Au Chap. 19, il est montré que la fréquence de la chanson f s’équilibre avec la masse animale M à peu près comme f α $M^{-1/3}$. La plus petite quantité d’énergie sonore que nous pouvons entendre est de l’ordre de 10 à 20 J (voir la sensibilité de l’œil: environ un quantum de lumière au milieu du spectre visible, soit environ $4 \times 10^{-19}$ J).

Peut-on établir une correspondance entre sons et couleurs de façon rationnelle sur la base des caractéristiques des ondes sonores et lumineuses ? Du point de vue des fréquences des ondes, aucun pont ne peut être jeté entre les sons et des couleurs : il n’y a pas de recouvrement entre les domaines de fréquences des sons audibles par l’oreille humaine (de 20 à 20.000 hertz) et des ondes lumineuses visibles par l’œil humain (400.000 milliards à 800.000 milliards de hertz). Il n’y a pas non plus recouvrement des domaines de longueurs d’onde : de 1,7 cm à 17 m pour les ondes sonores dans l’air, et de 400 à 700 nm (nanomètres) pour la lumière. Peut-on passer d’un domaine de fréquences à l’autre par un facteur multiplicatif ? Impossible. Un intervalle d’une octave correspond au doublement de la fréquence. Or le domaine de fréquences de la lumière visible s’étend sur environ une octave alors que les fréquences sonores couvrent plus de 10 octaves ! Plaçons-nous maintenant sur le plan de la physiologie de la perception en rappelant que la couleur n’existe pas en soi : c’est une construction de notre cerveau. À une longueur d’onde donnée de la lumière, notre cerveau associe une couleur, mais l’inverse n’est pas vrai : l’impression de jaune peut résulter aussi bien d’une lumière monochromatique à 580 nm que d’un mélange de lumières verte (530 nm) et rouge (700 nm). Il n’y a donc pas de relation biunivoque entre couleur et longueur d’onde (ou fréquence). En revanche, notre oreille sait distinguer un son pur (une seule fréquence) et un son complexe (plusieurs fréquences), et reconnaître plusieurs notes dans un accord. Pour toutes ces raisons, la correspondance son-couleur est impossible sur des bases rationnelles.

La limite supérieure de la pression sonore pouvant être générée est approximativement fonction de la pression atmosphérique. Une telle onde sonore ultime aurait un niveau de pression acoustique d’environ 191 dB. En pratique, bien sûr, les effets non linéaires se situent bien en dessous de ce niveau et limitent la pression maximale. Une onde sonore de grande amplitude modifie la forme d’onde et finit par se briser en un choc, se rapprochant d’une forme d’onde en dents de scie. Les effets non linéaires sont discutés au Chap. 8.