Эксперимент отличается от наблюдения тем, что исследователь не пассивно учитывает поведение объекта в различных условиях, а ставит объект в определенные условия для того, чтобы выяснить, какова связь между этими условиями и интересующим его явлением. Аналогичным образом поступает и фонетик. Желая определить, представляют ли данные два звука аллофоны одной фонемы или же две отдельные фонемы, он ставит их в такие фонетические условия, которые позволяют сделать заключение о том, имеет ли различие между ними смыслоразличительную функцию.
Важнейшее преимущество эксперимента состоит, как указывал Л.В. Щерба, в том, что только он позволяет получить «отрицательный» материал, т.е. сведения о том, что недопустимо в системе данного языка.
Исходя из правильного понимания эксперимента мы можем сказать, что он осуществляется в фонетике двумя методами: с помощью слуха и с помощью специальной аппаратуры.
Первый часто называют субъективным, второй – объективным.
Объективные, или экспериментально-фонетические, методы позволяют наблюдать такие тонкости в произношении, которые совершенно недоступны на слух, и, что особенно важно, они дают возможность разлагать артикуляцию и акустическую картину звуков на отдельные элементы, тогда как на слух звуки воспринимаются как неразложимые целые.
В современных экспериментально-фонетических исследованиях пользуются разнообразными по своему устройству и назначению приборами. Основным звукозаписывающим прибором является в настоящее время магнитофон. Магнитофонная запись непосредственно пригодна только для слухового анализа. Но как исходный материал она широко используется при самых разнообразных исследованиях. Магнитофон относится не к анализирующим, а к регистрирующим устройствам. К ним же относятся и шлейфные осциллографы различных типов.
Для изучения артикуляторного аспекта, а также некоторых акустических параметров (высоты основного тона, длительности, отчасти и интенсивности) в экспериментальной фонетике при ее зарождении и до недавнего времени пользовались кимографическим (пневматическим) методом.
Из анализирующей аппаратуры нужно прежде всего указать на спектрометр и спектрограф. Эти приборы служат для определения спектра сложного звука, каким является и звук речи. В новейшее время для анализа различных параметров речи (спектральных, динамических и др.) начинает использоваться компьютерный метод. Автоматический анализ изменения частоты основного тона и интенсивности звуков во времени осуществляется прибором, который называют интонографом. Результаты анализа фиксируются на фотобумаге или на киноленте в виде ряда вертикальных линий, каждая из которых соответствует частоте отдельного периода, либо в виде кривой, которая представляет собой огибающую верхних точек этих линий.
Посредством описанных приборов и методов можно получить данные об акустических характеристиках анализируемого материала и (косвенным образом) о способе образования звуков.
Для непосредственного ответа на вопрос о том, какой орган, в каком месте и каким способом артикулирует, служат соматические методы. Экспериментальная фонетика пользуется методом палатограмм, который заключается в следующем. Для испытуемого изготовляется из тонкой целлулоидной пластинки искусственное небо, плотно прилегающее к твердому небу. Посыпанное тальком искусственное небо вкладывают испытуемому в рот. Затем предлагают произнести соответствующий звук либо изолированно, либо в слоге или в слове. На вынутом после произнесения слова искусственном небе тальк в тех местах, где язык прикасался к небу, окажется слизанным. Этот рисунок переносят на проекцию искусственного неба или фотографируют, в результате чего получается палатограмма. Чтобы получить сведения о прикосновении языка не только к небу, но и к зубам, соответственно увеличивают размеры искусственного неба. Для анализа положения кончика языка его прикосновение к задней стенке передних нижних зубов фиксируется на специальной пластинке, надеваемой на эти зубы. Тогда дополнительно к палатограмме можно получить и одонтограмму.
В последнее время все больше применяется метод прямого палатографирования при помощи фотографирующего устройства.
При прямом палатографировании язык окрашивают водным раствором карболена. После произнесения испытуемым исследуемого звука в рот ему вставляется специальное зеркало; отражаемое в нем небо со следами от прикосновения к нему языка снимается фотоаппаратом.