Sechzehn verschieden große Hohlkugeln mit je einer weiten Öffnung und gegenüberliegend einem kurzen Hals mit enger Öffnung. Hermann v. Helmholtz hat mit diesen Instrumenten den Einfluss des äußeren Gehörganges auf die individuellen Hörschwellen des menschlichen Ohres geklärt. Bringt man den Hals des Resonators in den äußeren Gehörgang ein und beschallt das Ohr über die große Öffnung, verstärkt der Hohlkörper gemäß seiner schallphysikalischen Dimensionierung bestimmte Schallfrequenzen, wodurch sich das Hörvermögen des Ohres im jeweiligen Frequenzbereich verbessert.
Die Luft in einem solchen Resonator zeigt ein harmonisches Schwingverhalten, wobei die Luft innerhalb der Ansatzstücke als Masse, innerhalb der Kugel als Feder wirkt. Die typische Resonanzfrequenz ist von der Größe des eingeschlossenen Luftvolumens sowie von der Weite und Länge der Ansatzstücke abhängig. Die Resonatoren und die sie begleitenden Erkenntnisse hat Helmholtz 1862 in seinem Meisterwerk Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik beschrieben. Dieses Werk revolutionierte die akustische Forschung. Die Helmholtz-Resonatoren spielen auch heute noch eine große Rolle in der modernen Schalltechnologie, wenn es darum geht, Schall zu absorbieren, zu dämpfen oder Konzertsäle für optimale Hörempfindungen zu konstruieren. Auch für die Erklärung artikulatorischer Formungen der menschlichen Sprache bilden sie eine wichtige theoretische Grundlage. PB