L'ona produïda per un tub tancat.

Després d'estudiar un cas pràctic, vam arribar a la conclusió que la llargada d'un tub és el que determina quina nota escoltarem. Com més llarg és el tub en qüestió més greu serà la nota i com més curt, més aguda.

El que farem aquí és explicar quines són les raons perquè això passi, i de pas estudiar quina serà de composició harmònica del so produït.

Un tub tancat amb una llargada determinada només pot produir una nota, la qual estarà formada per una ona fonamental i uns múltiples d'aquesta, anomenats harmònics. Aquestes ones han de ser de tal forma que a la zona de màxima compressió de l'aire del tub (la part tancada) hi hagi un node i a la de mínima (la part oberta), un ventre.

D'acord amb aquest principi podem saber quines ones produirà un tub tancat amb una llargada determinada. Suposarem que tenim un tub de llargada "L". Anomenarem "l" a la longitud d'ona, "f" a la freqüència i "v" a la velocitat del so a l'aire. Anem a les diferents ones que es poden produir dintre d'aquest tub:


Aquesta seria l'ona fonamental o primer harmònic.
La longitud de l'ona és 4 vegades la del tub
La freqüència és f=l/v
l = 4 L
f1=l/v
La longitud d'ona és 4/3 la del tub
La seva freqüència és 3 vegades més gran que l'anterior.
Aquesta ona correspondria al segon harmònic.
l2 = 4/3 L
f2=3 · f1
La longitud d'ona és 4/5 la del tub .
La seva freqüència és 5 vegades més gran que la primera.
Aquesta ona correspondria al tercer harmònic.
l3 = 4/5 L
f3=5 · f1

Si repetíssim aquest procés indefinidament, obtindríem tots els harmònics del so. La seva freqüència s'obté multiplicant la freqüència fonamental pels nombres imparells.

Si sumem tots els harmònics obtindrem l'ona composta que arribarà a la nostra oïda. La alçada o to d'aquesta nota ve donada per la freqüència del primer harmònic.

Així mateix, la longitud d'ona és inversament proporcional a la freqüència i directament proporcional a la velocitat, d'on deduirem que v = l · f. Llavors, si coneixem la v, que és la velocitat del so (340 m/s) i coneixem la longitud del tub, podem determinar quina freqüència tindrà el so que determinarà.

f=340/(4·L) Hz