Додаткові тони виникають внаслідок того, що коливається не тільки все пружне тіло, яке творить основний тон, а й його частини. Частини менше, ніж усе тіло, тому вони видають тони, вище основного, - обертони (нім. Ober "вище, верхній"), але слабкіше. Наприклад, якщо основний тон має висоту 100 Гц, то обертони будуть висоту 200,400, 800,1600 Гц і т. Д Висота деяких обертонів досягає 10000 Гц.
Основний тон і обертони утворюються в гортані за допомогою голосових зв'язок. Ротова порожнина відіграє роль змінного резонатора (його форма змінюється за допомогою мови, губ; нижньої щелепи і т.д.). Резонаторами можуть бути і носова і глоткова порожнини, зі зміною величини яких змінюється тембр голосу і звуків мови. Резонатор - це пусте тіло з твердими стінками і отвором певного розміру. Резонатор одні обертони підсилює, інші - гасить. Так виникають гучні. Щось подібне, тільки набагато складніше, відбувається і під час створення приголосних.
Приголосні звуки складаються з основного тону і обертонів, які змінюються в резонаторах, один з яких може посилити основний тон, а інший - один з обертонів. Так виникають сонорні і шумні приголосні.
За своїм тембром основний тон € індивідуальним для кожної людини (за М. Потоцький).
Звуки мови відрізняються один від одного перш за все набором обертонів. Обертони, що становлять певний звук мови, називаються формантами. Визначальними в розпізнаванні голосних звуків є перші дві форманти. Наприклад, за деякими даними, для а - це приблизно 700 і 1200 Гц, для в - 400 і 800 Гц, для в - 300 і 700 Гц, для і - 200 і 2200 Гц, для і - 300 і 1900 Гц, для е - це 400 і 1600 Гц (у вимові різних людей висота формант неоднакова).
Ті звуки, в яких перша і друга форманти досить близькі один до одного, називаються компактними (наприклад, [о] і [у]). Якщо обидві форманти далекі один від одного, то маємо справу з дифузним звуком (наприклад, [о] - [і]). Висоту звуку визначає друга форманта: з цієї точки зору до низьких звуків належить в, до високих - і.
Ненаголошені голосні, які виникають поруч, тобто компактні звуки, можуть сплутуватися.
Сплутування можливо в наступних чотирьох парах голосних:
Ненаголошені голосні [і], [у], [а] вимовляються досить виразно, мало чим відрізняючись якісно від ударних.
За приголосних, то їх акустичну природу ще як слід не вивчено.
У різних мовах одні й ті ж на перший погляд звуки розрізняються деякими своїми формант (наприклад, звук [а] в українській, російській, англійській, німецькій, французькій мовах звучить трохи інакше, тому що не всі його форманти в цих мовах однакові).
Для відображення і посилення форманти, тобто будь-якого звуку, струнні та музичні інструменти мають деку (частина корпусу, (коробки)). Коли притискається струна до різних точок грифа музичних інструментів, вона відтягується більше або менше, відповідно змінюється амплітуда коливань. Чим більша кількість коливань за одиницю часу, тим вище звук, посилюється декою, яка служить резонатором.
Примітка. Форманта - призвук, що надає звучанню музичного інструменту або голосу характерну забарвлення - тембру. Формант- частина слова, змінює лексичне і граматичне значення кореня або основи; служить для словотвору та словозміни; афікс. Наприклад, в словах побілити і побілений лексичне і граматичне значення змінюють форманти: дієслівні суфікси -м-; ти; причетний суфікс -ен- і закінчення ми.
Тембром зазвичай називають індивідуальну особливість звуку (якість), яка визначається характером обертонів, нашаровуються на основний тон. Уявіть струну, яка коливається. З одного боку, вона коливається вся, що дає основний тон її звучання, з іншого - коливаються Її частини, в результаті чого виникають додаткові тони, або обертони. У сукупності обертони сприймаються як те чи інше забарвлення звуку, або тембр.
Отже, струна або будь-яке інше тіло роблять складні коливання, утворюючи різні звуки зі своїм особливим набором обертонів. Частота обертонів, або гармонік, завжди вище частоти основного тону, а сила (інтенсивність) слабкіше частоти.
Людські голосові зв'язки - це своєрідні струни, які здійснюють складні коливання. За тембром ми визначаємо голоси друзів і близьких, дітей і дорослих, чоловіків і жінок, носіїв мови та іноземців, а також представників тих чи інших говірок певних регіонів.
Співвідношення основного тону може змінюватися в резонаторі. Резонатором може бути порожня кімната, корпус гітари, труба органу та ін. Є тілом, яке наділене певною формою, обсягом і характеризується наявною частотою.
При взаємодії джерела звуку з резонатором виникає новий звук з іншою структурою. Резонатор підсилює одні гармоніки, які близькі до його частоти, і приглушує інші. В результаті посилення однієї з гармонік спектр набуває формантного структури і нової якості. Спектр звуку - це сукупність однорідних, але відмінних його акустичних ознак. Одна з гармонік в порівнянні з основним тоном виявляє найбільш інтенсивно форманта звуку. З характеристикою форманти і пов'язана нова якість звуку, його тембр.
Якщо в музиці або віршах неблагозвучно поєднуються звуки, тоді таке поєднання болісно вражає слух. У лінгвістиці немилозвучну поєднання звуків називається какофонією.
Поняття тембр трактується в мовознавстві по-різному.
1. Тембр - це індивідуальне забарвлення звуку, що виникає внаслідок накладання на основний тон додаткових тонів, створюваних в надгортанних порожнинах
2.Тембр є основною акустичної ознакою кожного окремого звуку мови, який несе інформацію про те, як створюється певний звук, який чує слухач (І. Ющук).
3. Особливо важливим для звуків людської мови є тембр (від фр. Timbre - "дзвіночок") - звукове забарвлення. Тембр виникає в результаті накладення на основний тон додаткових тонів, які вище основного. Такі струму, що є вище основної, називаються обертонами (від нім. Ober - "верхній", "вище"). Якщо основний тон дорівнює 100 герц, то виникають обертони в 200,300,400 герц (по М. Кочерган).