両端を留めた弦を張って揺らします。端は動けませんから、どんな揺らし方をしても両端は必ず節になります。この 1 つの条件が、立てられる波の形をすべて決めます。
弦の長さ のあいだに、半波長がちょうど整数個ぶん収まらなければなりません。半端に余ると、端が節になりません。図は上から順に、半波長が 1 個・2 個・3 個入った形です。
半波長が 個で長さ ですから、、整理して です。いちばん長い波長（）のものを基本振動といい、以下 2 倍振動・3 倍振動と呼びます。
大事なのは、あいだの波長が立てられないことです。弦は好きな波長で揺れるのではなく、この式に合うとびとびの波長でしか定常波を作れません。これを固有振動といいます。
管の中の空気でも、話はまったく同じです。違うのは端の条件だけです。
閉じた端では、空気は壁に阻まれて動けません。だから閉じた端は節になります。開いた端では、空気は自由に出入りできます。だから開いた端は腹になります。
上の段が、片方だけ閉じた管（閉管）です。左が節、右が腹ですから、収まるのは の奇数倍だけになります。式にすると で、立つのは基本振動の奇数倍だけです。2 倍振動や 4 倍振動は存在しません。
下の段が、両端の開いた管（開管）です。両端が腹なので、収まるのは半波長の整数倍。 となり、節と腹が入れ替わっただけで弦とまったく同じ形です。
覚える式が 3 つあるのではありません。端が節か腹かを図に描いてしまえば、どれもその場で出せます。
気柱の図を見て、空気が上下に動いていると読んではいけません。音は縦波です。空気は管に沿って左右に往復するだけで、上下には動きません。
上の段が図に描かれる形、下の段が実際の空気の粒です。縦波の講義でやった横波表示そのもので、右向きのずれを上向きに描き直しているだけです。
節は、動かない点です。ですが何も起きていないわけではありません。両側の空気がそこへ寄ってきたり、そこから離れていったりするので、節では密と疎がくり返し起こります。圧力がいちばん変わるのは、変位が 0 のこの点です。
腹は、いちばん大きく左右に動く点です。動きは大きいのに、まわりの空気も同じだけ動くので、そこは密にも疎にもなりません。閉じた端が節、開いた端が腹というのは、そういう意味です。
波長が決まれば、鳴る音の高さも決まります。音速を として です。弦と開管は基本振動の整数倍、閉管は奇数倍の振動数が並びます。同じ長さでも、閉管の基本振動は開管の半分の高さになります。
ただし、実際の腹は管の口のちょうどそこにはできません。ほんの少し外側にできます。このはみ出しを開口端補正といい、図の です。
ですから計算に使う長さは、管そのものの長さ ではありません。補正を足した実効長です。閉管は開いた端が 1 つなので 、開管は 2 つなので になります。波長の式の を、この長さに置き換えて使います。
実験では、共鳴する位置を 2 か所測り、その差から波長を出します。差を取れば補正が消えるので、 を知らなくても波長が求まります。気柱の実験問題は、ほとんどがこの形です。