Звучание бутылки происходит на частоте, соответствующей стоячей волне. Все остальные частоты гасятся. Частота (как и длина) волны зависит от размеров резонатора. При наполнении бутылки водой воздушная полость уменьшается, что приводит к уменьшению длины стоячей волны, и следовательно -- увеличению частоты.