Les physiciens ont cherché l'explication du timbre des voyelles dans la forme donnée à la cavité buccale au moment de leur émission. D'après Helmholtz, cette forme serait constante pour chaque voyelle et constituerait un appareil résonateur pour l'un des sons compris dans la série des harmoniques du larynx; ce son est appelé vocable; la réunion de la note fondamentale laryngienne avec la vocable supra-laryngienne constituerait la voyelle. Mais, lorsque les expérimentateurs ont essayé de déterminer la vocable propre à chaque voyelle, chacun d'eux en a désigné une différente. On a donc cherché l'explication par d'autres méthodes, et d'abord par l'emploi du phonographe. Le Dr Marage, en combinant, par les procédés électriques, l'emploi du téléphone et de la photographie (ou cinématographie) des vibrations réfléchies sur un miroir, a obtenu des tracés fixes, d'après lesquels il a pu établir des disques correspondant à chaque voyelle. Les expériences ont démontré que le « larynx seul suffit à prononcer les sons voyelles », mais que, « à chaque voyelle laryngienne correspond une forme et une seule de cavité buccale pour un sujet déterminé. Si cette condition n'existe pas, la voyelle est mal émise, c'est-à-dire transformée » (Marage, p. 94). Une double expérience du même auteur prouve que les voyelles sont laryngiennes, et que la bouche n'est pas, nécessaire pour les produire :
1. Démonstration de l'inutilité de la bouche. On la remplit de stents. Un tube cylindrique indéformable traverse le stents et conduit les vibrations au dehors; le larynx seul produit parfaitement les cinq voyelles OU, O, A, E, I.
2. Expérience sur des larynx de chiens morts, même résultat. D'après les tracés photographiques, le Dr Marage établit que : 1° si la cavité buccale fonctionne seule, on a la voyelle chuchotée; 2° si le larynx fonctionne seul, on a la voyelle chantée; 3° si les deux fonctionnent en même temps, on a la voyelle parlée.