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La correspondance entre les figures et le nom des notes est donc :
: [[Image:Clef de sol 2 nom des notes.png|300px]]
== Choix de notes parmi une infinité ==
=== Les notes « naturelles » ===
Un son est une vibration de l'air. L'air vibre car il est mis en mouvement par un objet, qui par exemple chute ou bien se brise, ou un phénomène, par exemple le vent qui siffle dans les arbres ou un bruit de frottement. La plupart du temps, cela crée des sons « désorganisés », de type souffle, grésillement, claquement ou craquement. Mais le cri d'un animal est différent, il est « organisé » : en forçant le passage à travers les cordes vocales, l'air met ces cordes vocales en vibration, cette vibration dépend de la tension des muscles et obéit à des lois physiques déterminées.
La capacité à distinguer les bruits « désorganisés » — qui comprennent les bruits d'un animal rodant dans les herbes hautes — et « organisés » — animal, et notamment congénère humain, communiquant une information — a probablement été déterminant pour la survie. L'évolution a donc sélectionné des êtres dont le cerveau est capable de distinguer les sons organisés des sons désorganisés, et de comparer les sons organisés pour reconnaître la nature du signal.
Un son peut être décomposé en vibrations élémentaires caractérisées par une fréquence, qui est le nombre de vibrations par seconde ; la fréquence la plus basse du son est appelée « fondamentale ». Un son « désorganisé » se compose de vibrations sans rapport particulier entres elles. Dans un son « organisé », les vibrations ont une fréquence qui est un multiple entier de la fondamentale. Ces sons ont donc une « hauteur » clairement identifiée, qui correspond à la fréquence fondamentale. L'oreille, et le cerveau, permettent de dire que « deux notes sont identiques » ou « différentes ».
La manière la plus simple de créer un son organisé est de tendre une corde et de la pincer. On peut montrer par une étude mécanique que cette corde ne peut vibrer que selon certaines fréquences, qui dépendent de sa longueur et de sa tension (la force qui sert à la tendre), et ces fréquences sont toutes des multiples de la fondamentale.
Quand deux sons sont émis en même temps, leurs vibrations se superposent. Considérons ici uniquement des sons « organisés » :
* si la fréquence fondamentale de l'un est la même que l'autre, alors les vibrations se superposent parfaitement ; le cerveau interprète cela comme étant « la même note », une « note de même hauteur » ; on parle « d'unisson » ;
* si la fréquence d'un des sons est le double de l'autre, alors les vibrations se superposent également parfaitement, mais un son est plus aigu que l'autre ; nous interprétons cela comme étant « la même note, mais plus aiguë », ce que l'on appelle une octave (car, dans la musique classique, cet écart est décomposé en une échelle de huit degrés) ;
* si les fréquences sont très proches, il se produit un phénomène de battements désagréable ; on parle de « dissonance ».
=== Construction pythagoricienne et gamme de sept tons ===
{{son|Progression continue sur une octave|Progression continue octave do3 do4.ogg}}
Avec la voix, on peut monter de manière continue d'une note à son octave supérieure. Il y a donc un nombre « infini » de notes différentes. Toutefois, utiliser « n'importe quelle note » ne mènerait pas à un résultat satisfaisant — harmonieux, agréable — mais ces critères sont subjectifs. Dans la musique européenne, on a donc distingué sept notes au sein d'une octave, et on les a nommées : ''do'', ''ré'', ''mi'', ''fa'', ''sol'', ''la'' et ''si''.
Ce découpage en sept notes est arbitraire, et pas du tout universel. En particulier, de nombreuses cultures — notamment en Chine et en Afrique — ont choisi seulement cinq notes. Ce découpage a par ailleurs été bousculé dans la musique contemporaine.
Revenons sur la superposition des vibrations :
* comme nous l'avons vu précédemment, quand deux notes ont des fondamentales de fréquences doubles l'une de l'autre, elles sont plus ou moins perçues comme identiques, mais pourtant différentes, l'une étant plus aiguë que l'autre (octave) ;
* quand deux notes ont des fondamentales de fréquences respectivement double et triple d'une même base, elles sont fortement perçues comme harmonieuse ; cette situation est appelée « quinte » (dans la musique occidentale, on divise cet intervalle en cinq degrés).
En utilisant cette relation, Pythagore, et avant lui les Babyloniens, ont construit une échelle de notes toutes séparées par des quintes, ce qui a donné une gamme de sept tons, dite heptatonique (''do'', ''ré'', ''mi'', ''fa'', ''sol'', ''la'', ''si'') qui forme la base de la musique occidentale.
Prenons par exemple une fréquence de base ƒ<sub>0</sub> de cent dix vibrations par seconde, dite « cent dix hertz » et notée {{unité|110|Hz}}. La première quinte est formée par les notes de fréquence 2׃<sub>0</sub> et 3׃<sub>0</sub>, soit {{unité|220|Hz}} et {{unité|330|Hz}}. La deuxième note ({{unité|330|Hz}}) est elle-même le double d'une fréquence ƒ'<sub>0</sub> de {{unité|165|Hz}} ; on peut donc former une quinte de fréquence 3׃'<sub>0</sub>, soit {{unité|495|Hz}}, et ainsi de suite.
La sixième note ainsi générée est presque une octave de la première note. On peut ainsi construire une gamme de cinq notes, dite gamme pentatonique. Les cinq degrés s'étendent sur une grande plage de hauteurs ; on les ramène à l'intérieur d'une seule octave (ici entre 220 et {{unité|440|Hz}}, simplement en les divisant par 2 un « nombre suffisant de fois »).
Mais on peut aussi poursuivre cette construction. À la douzième quinte, on obtient une fréquence qui est également presque une octave de la première note (l'écart par rapport à l'octave parfaite est de 5 % pour la sixième quinte, et de 0,2 % pour la douzième quinte). On peut donc définir douze degré de cette manière. Comme précédemment, on les ramène à l'intérieur d'une seule octave. Comme il est compliqué de construire une musique avec autant de notes, on n'en retient qu'un nombre limité, typiquement cinq ou sept, mais on garde parfois les douze (musique dodécaphonique) qui forment une gamme.
Ces douze degrés sont appelés des « demi-tons ».
Certaines musiques, notamment arabe, turque et perse, utilisent d'autres degrés, qualifiés de « quarts de tons ».
== Gammes, modes et tonalités ==
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