有關聲音的波長跟空氣柱長度之間的關係

聲音在空氣柱振動，這種現象稱為氣柱共鳴。聲波在共鳴管的振動是會產生干涉現象，若波長不適合時，它會互相干涉相消而減弱，但波長和管長有某一定的關係時，它便會產生相長干涉而加強了，而我們在管樂所發出的聲音，便是共鳴(相長干涉)的聲音。
共鳴管的共鳴現象有一定的規律。若開口的一端必是波腹。而閉口的一端必是波節，相鄰的波腹和波節便是波長的四分之一(λ/4)。
共鳴管主要可分兩類，閉管(如下圖所示)一端是開口，另一端是閉口。另外一種是開管，兩端均是開口(但找不到圖)
閉管產生共鳴時，它可以有一系列的波同時在管中產生共鳴，它依波長由大至小稱為第一泛音註(基音)、第二泛音(第三諧音)、第三泛音(第五諧音)…..
如下圖，第一泛音亦即基音，它的管底是波節，管口是波腹，中間再沒有波節或波腹，所以管長恰為波長的1/4。(λ = 4L)
第二泛音需然管底是波節，管口仍是波腹，但中間有另一個波節及波腹。因相鄰的波腹及波節等於(λ/4)，所以管長等於3λ/4。(λ = 4L/3)
而第三泛音依圖中可見管長等於 5λ/4。(λ = 4L/5)
所以閉管中產生共鳴的波長是管長L的
第一泛音(基音) λ = 4L
第二泛音(第三諧音) λ = 4L/3
第三泛音(第五諧音) λ = 4L/5
…..
第N泛音(第2N-1諧音) λ = 4L/(2N-1)


圖片參考：http://www.hk-phy.org/resources/images/wave01/overtone.gif


而開管則是兩端均是開口，因沒有圖所以只能簡單地帶出結果。
第一泛音(基音) λ = 2L
第二泛音(第二諧音) λ = 2L/2
第三泛音(第三諧音) λ = 2L/3
…..
第N泛音(第N諧音) λ = 2L/N

而同一管長的樂器在吹奏是雖然是會產生一系列的聲波，但第一泛音(基音)的強度是最強，所以我們所聽到的主要是基音的頻率，所以基音的頻率便被稱為這管樂的頻率(音調)。而不同的管樂，吹奏時各泛音的強度比都不同，互相叠合，便會產生不同樂器有不同的波形，使我們能分辨不同管樂的音式。

註：
在不同的樂器演時，都會產生一列波長成比例的聲波，這些聲波中，頻率最低(波長最長)的便稱為基音或第一泛音。而其他依頻率由低至高便稱為第二、三、四….泛音。
因為波長和頻率成反比。所以它的頻率亦成比例。若泛音中，它的頻率為基音的N倍，便稱為第N諧音。
在閉管中，波長依次為
4L、4L/3、4L/5….
頻率比為
f、3f、5f….
波有基音的偶數倍，所以閉管是沒有偶數倍的諧音。
而開管則泛音等於諧音。