和声学是物理学最早研究的课题之一，因为在这里物理学家发现音高（即声音的频率）与琴弦的长度之间存在着严格的定量关系 。当然这个事情也不是偶然的，因为人的耳朵能精确地辨别音高，所谓知音，就是两个能精确辨别音高的人 。
要想解释琴弦上的振动，我们需要首先对琴弦上的一小段建立方程 。并进而得到琴弦运动的偏微分方程，然后再对这个偏微分方程进行求解 。
考虑一个两端固定，张紧并具有均匀质量分布的细长琴弦（我们一般会用一个旋钮来把琴弦张紧） 。假设琴弦的长度是L，我们顺着从0到L的方向建立x坐标 。如果不拨动琴弦，弦上的每个点都处于平衡状态，现在延垂直于弦的方向拨动琴弦，弦对平衡位置的偏离用q(x)来表示 。
考虑琴弦上的一小段，即从位置x到x+dx的一段 。假设弦上每一点的张力都是T 。
弦的左端，位置x，弦受到一个向左下倾斜的力 。其大小为：
弦的右侧，位置x+dx，受到一个向右上方向倾斜的力 。其大小为：
这一小段弦在垂直方向（即q方向）上的受力为：
考虑：
因此：
对这一小段琴弦，考虑牛顿第二定律：
【雨声是什么振动产生的】
现在我们就得到波动方程：
这里c是波速：
我们下面的任务是要求解这个波动方程，考虑到琴弦两端是固定的，我们还有边界条件：q(0)=q(L)=0
这里：kL=nπ，n=1,2,3,...
考虑到k=2π/λ，符合这个条件的波长是：λ=2L/n 。
由此可解出琴弦振荡的频率是：
这里L是琴弦的长度；S是琴弦的截面积，表示琴弦的粗细；T是张力，表示琴弦的松紧；ρ是琴弦的质量密度，和琴弦本身的材质有关 。
可见，对弦乐，音高（频率）与弦的长度（L）成反比，在其他因素不变的情况下，弦的长度决定频率，当琴弦长度减半的时候，频率就加倍，当琴弦长度加倍的时候，频率就减半 。
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