On a d'abord utilisé des sons purs, des ondes sinusoïdales simples qui ne comportent qu'une seule fréquence[8]. On a exploré de cette manière la sonie , c'est-à-dire l'intensité de la sensation[9], et la hauteur tonale , c'est-à-dire la différence que les sujets font entre sons purs de même intensité selon leur fréquence, qui correspond au classement entre sons graves et sons aigus[10]. Si la sonie, pour deux sons purs de même fréquence, dépend uniquement de la pression acoustique, il n'en va pas de même quand la fréquence est différente. Fletcher, en demandant à des sujets de régler des sons de fréquence différente de telle sorte qu'ils paraissent avoir la même intensité, a établi les premières courbes isosoniques. Elles montrent une faible sensibilité aux sons les plus graves, aux alentours de 20 Hz, et une limite dans les aigus vers 16 kHz[11]. De même, l'intensité d'un son pur fait légèrement varier la perception de sa hauteur tonale[12]. La durée du son influe également sur l'évaluation de sa sonie et sur la discrimination de sa hauteur tonale[13].
