3.1. Ondas en tubos. Si un diapasn es puesto en vibracin y sostenido sobre una columna de aire, su sonoridad experimentar un aumento considerable, si la columna de aire es de tal longitud como para vibrar en afinidad con el diapasn. Tal columna de aire se dice que est en resonancia con el diapasn. Las ondas colocadas en la columna de aire son llamadas ondas estacionarias. El tubo cerrado ms corto (cercano a un extremo) que dar resonancia es de una longitud de onda ( ), pero si el tubo se hace ms largo, la resonancia ocurrir tambin en cuartos impares, es decir 3/4 , 5/4 y as sucesivamente. Si f es la frecuencia de la fuente y la longitud de onda estacionaria, entonces la velocidad del sonido est dado por

Una tubera cerrada (columna de aire) tiene un nodo N en el extremo cerrado y un antinodo A en el extremo abierto. Desafortunadamente, el antinodo no est situado exactamente en el extremo abierto, pero si un poco ms all de l. Una pequea distancia es requerida para que la compensacin de presin sea posible.La distancia del antinodo sobre el extremo del tubo es llamado el extremo de correccin y es aproximadamente 0.6 veces el radio de la tubera. Debido al extremo de correccin la longitud de la tubera en la figura en la figura 3.1(a) ser un poco menor que . Sin embargo, la distancia entre dos nodos mostrado en las figuras 3.1 (b) y 3.1 (c) darn el valor exacto de . Puesto que la distancia entre dos nodos es , podemos obtener la longitud de onda , y si la frecuencia de la fuente es conocida, la velocidad del sonido a temperatura ambiente puede ser obtenida mediante la ecuacin (1). De este valor correcto de , el valor correcto de es conocido y restando la longitud de la tubera en (a) de la correccin del extremo es obtenido. Si el tubo de resonancia est abierto en ambos extremos como en la figura 3.1 (d) debe ser observado que los antinodos aparecern en ambos extremos. La longitud del tubo en este caso es una longitud de onda. El tubo ms corto que resonara tiene una longitud de , un nodo en el centro y un antinodo en cada extremo.

Figura. 3.1. Diagramas de resonancia para diferentes longitudes de columna de aire.En el caso que tengamos el tubo abierto (abierto en ambos extremos) este cumple que las resonancias de la misma manera como se comporta una cuerda vibrante, con la nica diferencia que los patrones de oscilacin son los que muestra la figura 3.2.

Figura. 3.2. Diagramas de resonancia para el tubo abierto.Puede ser demostrado que la velocidad V del sonido en el aire es:

Donde P es la presin del aire, es la densidad del aire en este experimento, y 1.40 es la razn del calor especfico del aire a presin constante al calor especifico del aire a volumen constante. Puesto que la densidad del aire es proporcional a la presin, la velocidad del sonido es independiente de los cambios de presin del aire. Sin embargo la densidad del aire es inversamente proporcional a su temperatura absoluta. De este modo la velocidad del sonido en el aire es proporcional a la raz cuadrada de la temperatura absoluta. Adems si la velocidad del sonido a una temperatura es determinada, su valor a cualquier otra temperatura puede ser obtenida en la ecuacin:

Donde V1 y V2 son las velocidades del sonido a las temperaturas absolutas correspondientes del aire, T1 y T2. Si una de estas temperaturas es 0 C, entonces la ecuacin (3) puede ser desarrollada en series de Taylor, y el resultado aproximado por:

Donde V0 es la velocidad del sonido en el aire expresado en m/s a 0 C y V la velocidad del sonido en el aire a una temperatura de T grados centgrados.