Когда изобрели граммофон. История патефона

Граммофон - устройство, воспроизводящее механическим способом звук, записанный на граммофонной пластинке. Принцип работы основан на механических колебаниях граммофонной иглы, которая движется по спиральной канавке при вращении граммофонной пластинки. Эти механические колебания передаются мембране, воспроизводящей звуковые колебания. Звучание усиливает рупор - большая граммофонная труба. Граммофонная игла представляет собой цилиндр с коническим кончиком.

Граммофонная игла фиксируется винтом к мембранам граммофона. Граммофонные иглы изготавливаются из особо прочных материалов - алмаза или корунда, такие иглы - постоянные, они жестко расположены в иглодержателе. Иглы сменные изготовлены из стали. Граммофонная пластинка - носитель звукозаписи. Она представляет собой диск, на котором расположены по спирали канавки, в которых записан звук. Звук воспроизводится при движении граммофонной иглы по канавке. Граммофонная пластинка изготовлена из синтетических материалов - каучука, эбонита, целлулоида, шеллачных смол. Запись звука на грампластинку переносится с металлической матрицы, сделанной гальваническим способом. Первый граммофон появился в 1888 г. в США, его изобрел инженер Э. Берлинер.

Для него он использовал цинковый диск, покрытый воском, на котором был записан звук, который и воспроизводил этот граммофон. Для тиражирования звуковых записей с цинкового диска изготавливали копию - матрицу из металла, и уже с нее можно было штамповать грампластинки из каучука, целлулоида и других материалов. Это изобретение позволило сделать выпуск граммофонных пластинок массовым производством. Это создало потребность сделать массовым и изготовление звуковоспроизводящих устройств - граммофонов. Первая фабрика, производящая граммофоны, появилась в конце XIX в. в США в Камдене. Со временем она стала концерном РСА Victor. В XX в. фабрики по производству граммофонов и грампластинок появляются в разных странах: в США (Columbia), в Великобритании (His Masters Voice), во Франции (Pathe).

Первые граммофонные пластинки были односторонние, и запись была еще несовершенной. С 1903 г. стали появляться двухсторонние грампластинки, сначала в США, потом и в других странах, и качество записи на них совершенствовалось, изменилась скорость вращения диска. В России в 1901 г. появилась также первая фабрика, производящая грампластинки. Для своего времени граммофон был очень значительным изобретением, так как процесс звукозаписи и звуковоспроизводства позволял сохранить многие выдающиеся музыкальные исполнения. И в конце XIX - начале XX в. граммофон был очень распространенным и популярным устройством во многих странах. Он сумел удержать свою популярность даже до 1940-х гг. Но с развитием звукозаписывающей техники и технологии на место граммофона пришли более совершенные электропроигрыватели.

Краткая история звукозаписи в России

Принцип записи звуковой волны первым описал французский поэт, музыкант и изобретатель-любитель Шарль Кро в 1877 году, однако до постройки аппарата, который был назван им "аутографический телеграф", дело не дошло. Томас Эдисон в 1878 году сделал такое же открытие независимо от изобретения Шарля Кро. Он первым построил аппарат и назвал его "фонограф".

В Россию фонограф пришел почти сразу после изобретения его Эдисоном. Благодаря фонографу сохранились записи игры С. И. Танеева, Антона Рубинштейна, мальчика-виртуоза Яши Хейфеца, юного Иосифа Гофмана, голосов Л. Н. Толстого, П. И. Чайковского, А. И. Южина-Сумбатова и многих других исторических личностей.
Фонограф не исчез и с изобретением граммофона в 1880-х годах. Он охотно использовался обывателями еще долгие годы, вплоть до конца 1910-х годов.
Однако фонограф имел тот недостаток, что его записи существовали только в одном экземпляре.

Спустя только десять лет после появления фонографа, в 1887 году, немецкий инженер Эмиль Берлинер придумал аппарат, который записывал звук не на валик, а на пластинку. Это открывало дорогу массовому производству грампластинок. Берлинер назвал свой аппарат "граммофон" ("пишу звук"). Долго шли поиски материала для грампластинок, определение не искажающей звук скорости ее вращения. Только 1897 году остановились на диске из шеллака (вещества, вырабатываемого тропическим насекомым - лаковым червецом), шпата и сажи. Этот материал был довольно дорог, но замена появилась с изобретением твердых пластмасс в 1940-х годах. А скорость вращения в 78 об/мин была определена к 1925 году.
Изобретение Берлинера породило настоящий граммофонный "бум". В Россию грамзапись пришла из-за границы, и до самого 1917 года граммофонное производство находилось в руках иностранцев.

Первой фирмой, пришедшей на российский рынок, была фирма самого Эмиля Берлинера - "Граммофон Берлинер", в России просто "Граммофон". Фабричная марка фирмы - "Пишущий амур" - стала в России очень популярна. Почти одновременно начала деятельность в северной столице немецкая фирма "Интернациональ Зонофон" или просто - "Зонофон". В 1901 году парижская фирма "Братья Патэ" открыла магазин на Невском проспекте. В конце 1890-х на петербургском рынке появляются записи М. Г. Савиной, Ф. И. Шаляпина, В. Ф. Комиссаржевской…

В начале ХХ века появилась первая в России граммофонная фабрика. Она открылась в Риге в 1901 году. А в 1902-м англо-немецко-американское "Общество Граммофон", при участии петербургского инженера Василия Ивановича Ребикова, основало первую в Петербурге фабрику граммофонов и грампластинок. Фабрика Ребикова выпускала до 10 тысяч пластинок в год и делала в год до 1000 записей, в основном русского репертуара: это хор А. А. Архангельского, оркестр В. В. Андреева, оркестр лейб-гвардии Преображенского полка, народные исполнители, петербургские певцы и артисты: бас М. З. Горяйнов, тенор Н. А. Ростовский, актер Н. Ф. Монахов, певица Варя Панина.

В начале ХХ века в петербургских фирмах были записаны голоса певцов И. В. Ершова, Н. Н. Фигнер, Н. И. Тамара, И. А. Алчевского, хоры и оркестры, многие иностранные гастролеры. В 1907 году фирма "Братья Патэ" начала в Петербурге продажу "патэфонов" - переносных ("портативных") граммофонов.

Помимо грамзаписи существовала механическая запись звука. Это - механические фортепиано. Запись в них производилась с помощью специального механизма на бумажную ленту - перфоленту. Патент на это изобретение первым взял в 1903 году Эдвин Вельте во Фрайбурге (Германия). Он назвал аппарат "Вельте Миньон". Вскоре появился подобный аппарат фирмы "Фонола". С 1904 г. и до начала первой мировой войны было записано несколько тысяч рулонов, запечатлевших искусство музыкантов разных европейских стран. Были сделаны записи Анны Есиповой, Александра Скрябина, Александра Глазунова, Клода Дебюсси, Густава Малера, Рихард Штрауса, и многих других. Тогда же в США были созданы два значительных производства механической записи - "Duo Art" и "Ampico". На них записывались Сергей Прокофьев, Иосиф Левин, Александр Зилоти. Механическая запись оставалась популярной у пианистов до начала 1930-х гг.

В фондах фонотеки хранятся грампластинки практически всех работавших в Петербурге фирм - "Граммофон", "Зонофон", "Телефункен", "Коламбиа" и др., в том числе с торговой маркой "Пишущий амур", "Голос хозяина", "Decca".

Электронная запись была изобретена в конце 1940-х годов. Это, а также создание твердых видов пластмассы, сделало возможным наладить выпуск в эти годы долгоиграющих пластинок.
Цифровая запись появилась в конце 1950-х годов.
В конце 1980-х, с появлением компьютерных звуконосителей, грампластинки стали выходить из употребления. Цифровая технология, появление CD и DVD-дисков, казалось, вытеснили грампластинку с мирового рынка. Однако специалисты вскоре пришли к выводу, что цифровая звукозапись имеет ряд недостатков, не позволяет воспроизводить в полном объеме все краски и все особенности музыкального звука. В конце 1990-х многие зарубежные фирмы вернулись к производству грампластинок и электронных проигрывателей. Эта индустрия развивается и сегодня. Техника записи, конечно, усоврешенствовалась по сравнению с 1950-ми годами. Новые грампластинки иностранного производства появились в 1990-х и на российском рынке.
Некоторыми из них располагает и фонотека РНБ.

К чему приводит медлительность

История создания граммофона довольно неординарна и сумела вобрать в себя несколько интересных фактов. Предшественником устройства принято считать фонограф, разработка которого принадлежит известному учёному Томасу Эдисону. Как позже сказал по этому поводу сам изобретатель: «Мы бы не получили бы фонограф, если б я не уколол палец». Волей случая Эдисон, работавший в то время над созданием телефона, запел во время одного из своих опытов. От звука голоса пришла в колебание тонкая диафрагма телефона, которая имела иглу. Став жертвой собственного пения, учёный задумался о возможности записи с помощью подобных колебаний и дальнейшем их воспроизведением той же иглой.

Работа в этом направлении принесла свои плоды. В 1877 году изобретатель провёл первую презентацию фонографа перед почтенным учёным сообществом. Устройство использовало для записи цилиндр обёрнутый бумагой, которая была покрыта воском. С помощью ручки цилиндр вращался и игла, приводимая в движение звуком, оставляла на воске бороздки. Передвинув иглу на начало дорожки и снова покрутив, можно было услышать шипящий звук, повторяющий произнесённое.

Гениальность Томаса Эдисона не подвергается сомнению, однако, оказывается, был человек, который опередил его и выдвинул идею воспроизведения звука на полгода раньше. Одарённый музыкант и учёный Шарль Кро создал устройство, которое назвал «палеофон» - «голос прошлого». В его основе лежала всё та же игла, чертившая след на саже покрывающей стеклянный диск. Свою работу изобретатель направил в Парижскую академию наук, надеясь получить от последней финансирование на развитие идеи. Когда же он узнал о фонографе Эдисона, Кро лично направился в академию, чтобы узнать шокирующую правду. Конверт с его разработками до сих пор лежал нераспечатанным. Французские учённые, правда, тут же изучили документы и признали правильность идей талантливого учёного. Денег, однако, они при этом выделять отказались. Дальнейшая история показала, что подобная нерасторопность лишила Францию права называться родиной изобретения звукозаписи.

Кто изобрел граммофон?

Несмотря на неудачу самого Шарля Кро, его идея не погибла в бумажных архивах академии. 19-летний немец Эмиль Берлинер, работавший в то время в Америке, горячо заинтересовался трудами Кро, прочитав в библиотеке публикацию его статей. Неуёмная энергия молодого немца позволила ему перевести идеи французского коллеги в практическое русло. Так 26 сентября 1887 года Эмиль оформил патент на устройство, которое назвал граммофоном. Первые образцы использовали для проигрывания цинковые диски, а игла, создающая звук, двигалась от центра к краю. Прошло немало времени, пока устройство граммофона стало напоминать привычный нам вид.

В России бум на граммофоны пришёлся на начало ХХ-го века. Несмотря на сумасшедшую стоимость, новинка продавалась с большим энтузиазмом. Продавцы предлагали различные виды граммофонов, предлагая устройства для пикников, салонов или балов. Самые дорогие из них имели рупоры из чистого серебра и короба, сделанные из красного дерева.

Франция берёт реванш

Запомнив предыдущий урок, французы решили больше не упускать шанс заработать на набирающем популярность устройстве. Братья Пате были первыми, кто открыл во Франции фирму, назвав её своим именем- «Pathe». Продукция новой компании быстро получила признание во всём мире, дав при этом общественности ещё один вид граммофона - «патефон». «Чем отличается патефон от граммофона?»,- спросите вы. Всё просто. Патефон имел более компактный вид за счёт того, что его рупор прятали в корпус. Чаще всего он делался в виде чемодана и мог свободно переноситься. Так же как и граммофон, патефон применял иглы, однако принцип снятия звука несколько отличался. Большинство первых патефонов имело пружинный механизм, который заводился с помощью ручки точно так же, как заводится пружина в часах. Подобного завода хватало на проигрывание одной стороны пластинки, а это на тот момент составляло 3-4 минуты.

Эволюция пластинок

Эмиль Берлинер работая над улучшением граммофона, не забывал совершенствовать пластинки, на которые записывался звук. Он искал замену цинковому диску, пробуя различные варианты. За время развития проигрывателя было опробовано немало материалов, среди которых была сталь, целлулоид, каучук и даже шоколад. Одним из эффективных материалов был признан эбонит, пластинки из которого печатались с помощью стальной матрицы. Эра эбонитовых пластинок была недолгой из-за дороговизны материала, и производители продолжили искать альтернативы.

Помощь разработчикам пришла из Индии. Подходящий материал был назван шеллак, от английского слова «shell», которое переводится как скорлупа. Оказывается, в Индии водится жучёк - лаковый червец, выделяющий особое вещество при производстве яиц. Похожее на смолу, оно проходит обработку и, после смешивания с другими компонентами, позволяет делать из него эластичные пластинки. Для производства одной пластинки требовалась скорлупа 4000 жуков. Несмотря на трудоёмкий процесс изготовления шеллака, он использовался как материал для пластинок ещё долгое время.

1948 год стал знаменательным для производства грампластинок. Крупный производитель «Колумбия» разработал материал, который некоторые и сейчас считают эталоном для звукозаписи. Речь идёт о виниле. Новые пластинки позволяли делать записи продолжительностью 30 минут на сторону и являлись прорывом на тот момент. Дальнейшая история многим известна. Технический прогресс вытеснил виниловые пластинки магнитными лентами, компакт-дисками и mp3, остаив винил фанатам и коллекционерам.

Среди замечательных технических достижений XIX века далеко не последнее место занимает изобретение звукозаписи. Впервые устройство, позволяющее записывать звук, было создано в 1857 году Леоном Скоттом .

Принцип действия его фоноавтографа был очень прост: игла, которой передавались колебания звуковой диафрагмы, вычерчивала кривую на поверхности вращавшегося цилиндра, покрытого слоем сажи. Звуковые волны в этом приборе получали как бы зримый образ, но не более того - понятно, что воспроизвести записанный на саже звук было невозможно.

Следующий важный шаг на этом пути был сделан знаменитым американским изобретателем Эдисоном.

В 1877 году Эдисон создал первую «говорящую машину» - фонограф , позволявшую производить не только запись, но и воспроизведение звука. О своем изобретении Эдисон рассказывал так: «Однажды, когда я еще работал над улучшением телефонного аппарата, я как-то запел над диафрагмой телефона, к которой была припаяна стальная игла. Благодаря дрожанию пластинок игла уколола мне палец, и это заставило меня задуматься. Если бы можно было записать эти колебания иглы, а потом снова провести иглой по такой записи, отчего бы пластинке не заговорить? Я попробовал сначала пропустить обыкновенную телеграфную ленту под острием телефонной диафрагмы и заметил, что получилась какая-то азбука, а потом, когда я заставил ленту с записью вновь пройти под иглой, мне послышалось, правда, очень слабо: „Алло, алло“. Тогда я решил построить прибор, который работал бы отчетливо, и дал указание моим помощникам, рассказав, что я придумал. Они надо мной посмеялись».

Принцип фонографа был в общих чертах тот же, что у телефона. Звуковые волны с помощью говорной трубы приводились к пластинке из очень тонкого стекла или слюды и резцом, прикрепленным к ней, записывались на быстро вращающийся вал, покрытый оловянной фольгой. На фольге получались следы, форма которых соответствовала колебаниям пластины и, следовательно, падающим на нее звуковым волнам. Этой полосой листового олова можно было пользоваться для получения на том же приборе тех же звуков. При равномерном вращении полосы резец, прикрепленный к пластинке проходил вдоль сделанной им ранее борозды. Вследствие этого пластинка приводилась резцом в те же самые колебания, которые она прежде сама передавала ему под действием голоса и звукового инструмента и начинала звучать подобно мембране телефона. Таким образом фонограф воспроизводил всякий разговор, пение и свист.

Первые приборы Эдисона, созданные в 1877 г., были еще очень несовершенны. Они хрипели, гнусавили, чрезмерно усиливали некоторые звуки, совсем не воспроизводили других, и вообще, больше напоминали попугаев, чем репродукторы человеческой речи. Другой их недостаток состоял в том, что звук можно было различить, лишь приложив ухо к диафрагме. Это происходило во многом из-за того, что валик двигался недостаточно ровно по поверхности, которую не могли сделать совершенно гладкой. Игла, переходя из одного углубления в другое, испытывала собственные колебания, передававшиеся в виде сильных шумов.

Эдисон упорно работал над улучшением фонографа. Особенно много проблем встретил он с воспроизведением звука «с», который никак не хотел записываться. Он сам вспоминал позже:

«В течение семи месяцев я работал почти по 18-20 часов в сутки над одним словом „специя“. Сколько раз я ни повторял в фонограф: специя, специя, специя - прибор упорно твердил мне одно и то же: пеция, пеция, пеция. С ума можно было сойти! Но я не упал духом и настойчиво продолжал свою работу, пока не преодолел затруднения. Насколько трудна была моя задача, вы поймете, если я скажу, что следы, получающиеся на цилиндре в начале слова, имели в глубину не более одной миллионной доли дюйма! Легко делать удивительные открытия, но трудность состоит в усовершенствовании их настолько, чтобы они получили практическую ценность».

После многих экспериментов был найден более или менее подходящий материал для валиков - сплав воска и некоторых растительных смол (этот рецепт Эдисон держал в секрете). В 1878 году он основал специальную фирму по производству фонографов. Одновременно во всех газетах была развернута широкая реклама его изобретения. Уверяли, что фонограф можно будет применять для диктовки писем, издания звуковых книг, воспроизведения музыки, изучения иностранных языков, записи телефонных сообщений и многих других целей.

Но, увы, ни одно из этих обещаний не было исполнено даже в 1889 году, когда был сконструирован новый фонограф, не имевший многих недостатков прежнего.

Принцип его действия остался прежним. Восковой цилиндр приводился во вращение находившимся в ящике K электродвигателем с очень спокойным и равномерным ходом. Регулятор через включение и выключение сопротивлений управлял скоростью вращения цилиндра (125 об/мин). Рычаг, поддерживающий говорную трубку и пластинку, покоился на салазках. Эти салазки передвигались вдоль направляющего бруска с помощью гайки с винтовой нарезкой, которая лежала на валике главного винта, имевшего мелкую нарезку и образовывавшего ось цилиндра. Нарезка эта представляла образцовое произведение механики и имела сто винтовых ходов на один дюйм. Два рычажка служили для насаживания гайки с главного стержня.

Пластинки фонографа состояли из очень тонкого стекла; из них одна имела острый резец для записи колебаний пластинки на восковом цилиндре, другая - тупой резец для воспроизведения. Третья, несколько более крепкая пластинка, была снабжена маленьким острым резцом для того, чтобы приведенные в негодность восковые цилиндры вновь обтачивать и таким образом пользоваться ими для новых записей. Для усиления звука использовалась труба с раструбом.

Пишущая часть представляла собой вделанную в металлическое кольцо круглую диафрагму, пространство над которой было закрыто крышкой с раструбом. Если говорить в этот раструб, то звуковые волны достигали диафрагмы и приводили ее в колебательное движение. Снизу к середине диафрагмы было прикреплено тонкое пишущее острие, с помощью которого вырезалась на восковой оболочке барабана бороздка, более или менее глубокая, соответственно колебаниям диафрагмы. Диафрагма со своими принадлежностями поддерживалась на рычаге, который был прикреплен к скользящему приспособлению, и вместе с последним передвигалась при вращении барабана справа налево. Чтобы это передвижение происходило согласно с вращением барабана, на скользящем приспособлении был укреплен второй рычаг, который своим концом покоился на винтовом шпинделе, налегая на него частью гайки. Таким образом, при движении шпинделя передвигалось скользящее приспособление, а так как шпиндель был соединен бесконечным шнуром с валом барабана, то скользящее приспособление и вместе с ним штифт двигались согласно с его вращением, и штифтик вырезал на восковой массе винтовую линию. Пока диафрагма не колебалась, штифтик вырезал бороздку равномерной глубины, но как скоро диафрагма начинала колебаться под влиянием звуковых волн, глубина бороздки все время то уменьшалась, то увеличивалась. Эту волнообразную полосу потом использовали для приведения в движение другой подобной диафрагмы, к которой был прикреплен скользящий по бороздке штифтик.

Однако и новый усовершенствованный фонограф не получил широкого практического применения. Кроме высокой цены, распространению его мешало практическое несовершенство. Валик не мог вместить много информации и заполнялся через несколько минут. Более или менее значительная корреспонденция требовала большого числа валиков. После нескольких прослушиваний копия разрушалась. Сама передача аппарата была далека от совершенства. Кроме того, с воскового валика невозможно было получить копии. Всякая запись была уникальной и с порчей валика пропадала навсегда.

Все эти недостатки были благополучно преодолены Эмилем Берлинером , который в 1887 году взял патент на другой звукозаписывающий прибор - . Хотя принцип устройства граммофона и фонографа был один и тот же, граммофон имел ряд существенных отличий, которые и обеспечили ему широчайшее распространение. Прежде всего, игла в записывающем аппарате Берлинера располагалась параллельно плоскости диафрагмы и чертила извилистые линии (а не борозды, как у Эдисона). Кроме того, вместо громоздкого и неудобного валика Берлинер избрал круглую пластинку.

Запись происходила следующим образом. На диск большого диаметра с бортиком устанавливали предназначенный для записи звука полированный цинковый диск. Сверху на него наливали раствор воска в бензине. Диск-ванна получал вращение от ручки через фрикционную передачу, а система шестерней и ходового винта связывала вращение диска с радиальным ходом записывающей мембраны, укрепленной на стойке. Этим достигалось движение записывающего устройства по спиралеобразной линии. Когда бензин испарялся, на диске оставался очень тонкий слой воска, и диск был готов к записи. Нанесение звуковой канавки Берлинер производил почти так же, как Эдисон, при помощи записывающей мембраны, снабженной трубкой с небольшим рупором и передававшей свои колебания иридиевому острию.

Главное достоинство записи по способу Берлинера состояло в том, что с диска можно было легко получать копии. Для этого записанный диск прежде всего погружали в водный раствор хромовой кислоты. Там, где поверхность диска была покрыта воском, кислота не оказывала на него никакого воздействия. Только в звуковых канавках, поскольку записывающее острие срезало воск до самой поверхности диска, цинк растворялся под действием кислоты. При этом звуковая канавка протравливалась до глубины около 0, 1 мм. Затем диск промывали и удаляли воск. В таком виде он уже мог служить для воспроизведения звука, но фактически являлся лишь оригиналом для изготовления медных гальванических копий.

Принцип гальванопластики был открыт в 1838 году русским электротехником Якоби . Выше уже упоминались электролиты - жидкости, проводящие через себя электрический ток. Особенностью электролитов является то, что в растворах (или расплавах) их молекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому становится возможным электролиз - химическая реакция, которая протекает под воздействием электрического тока. Для проведения электролиза в ванну помещают металлические или угольные стержни, которые соединяют с постоянным источником тока. (Электрод, подключенный к отрицательному полюсу батареи, называют катодом, а электрод, соединенный с положительным полюсом - анодом.) Электрический ток в электролите представляет процесс движения ионов к электродам. Положительно заряженные ионы движутся к катоду, а отрицательно заряженные - к аноду. На электродах происходит реакция нейтрализации ионов, которые, отдавая лишние электроны или получая недостающие, превращаются в атомы и молекулы. К примеру, каждый ион меди получает на катод два недостающих электрона и осаждается на нем в виде металлической меди. При этом осадок дает точное рельефное изображение катода. Это последнее свойство как раз и используется при гальванопластике. С копируемых предметов снимается копия (матрица), представляющая их обратное негативное изображение. Затем копия подвешивается в качестве катода (отрицательного полюса) в гальваническую ванну. В качестве анода (положительного полюса) берется тот металл, из которого изготовлялась копия. Раствор ванны должен содержать в себе ионы того же металла.

Точно так же действовал Берлинер - он погружал цинковый диск в ванну с раствором медной соли и подключал к нему отрицательный полюс батареи. В процессе электролиза на диске осаждался слой меди толщиной в 3-4 мм, в точности повторявший все детали диска, но с обратным рельефом (то есть на месте канавок получались бугорки, но в точности повторяющие все их извивы). Затем полученную медную копию отделяли от цинкового диска. Она служила матрицей, с которой можно было отпрессовывать диски-пластинки из какого-нибудь пластического материала. В начале для этой цели применяли целлулоид, эбонит, всевозможные восковые массы и тому подобные вещества.

Самая первая в истории граммофонная пластинка была изготовлена Берлинером в 1888 году из целлулоида . Граммофонные пластинки, поступившие в начале 90-х годов в продажу, были выполнены из эбонита. Оба эти материала не годились для назначенной цели, так как плохо подавались прессовке и потому недостаточно точно воспроизводили рельеф матрицы. Проделав множество опытов, Берлинер в 1896 году создал специальную шеллачную массу (в состав ее входили шеллак - смола органического происхождения, тяжелый шпат, зола и некоторые другие вещества), которая оставалась потом на протяжении многих десятилетий основным материалом для изготовления пластинок.

Проигрывание пластинок происходило на специальном устройстве - граммофоне. Главной частью звукоснимающего прибора здесь была слюдяная пластинка, сцепленная рычагом с зажимом, в который вставлялись сменные стальные иглы. Между зажимом и корпусом мембраны помещались резиновые прокладки. Первоначально граммофон приводился в движение от руки, а затем стал устанавливаться на ящик с часовым механизмом.

Как записывающее устройство, так и первые граммофоны Берлинера были весьма несовершенны. Шипение, треск и искажения были их постоянными спутниками. Тем не менее это изобретение имело огромный коммерческий успех - за какие-нибудь десять лет граммофоны распространились по всему миру и проникли во все слои общества. К 1901 году было выпущено уже около четырех миллионов пластинок. Фонографы не могли выдержать конкуренции с творением Берлинера, и Эдисону пришлось свернуть их производство.

Общая оценка материала: 4.5

АНАЛОГИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ (ПО МЕТКАМ):

История изобретения пенициллина — препарата глобального масштаба Отец видеозаписи Александр Понятов и AMPEX Синтезатор Термена - терменвокс

Среди замечательных технических достижений XIX века далеко не последнее место занимает изобретение звукозаписи. Впервые устройство, позволяющее записывать звук, было создано в 1857 году Леоном Скоттом. Принцип действия его фоноавтографа был очень прост: игла, которой передавались колебания звуковой диафрагмы, вычерчивала кривую на поверхности вращавшегося цилиндра, покрытого слоем сажи. Звуковые волны в этом приборе получали как бы зримый образ, но не более того - понятно, что воспроизвести записанный на саже звук было невозможно. Следующий важный шаг на этом пути был сделан знаменитым американским изобретателем Эдисоном. В 1877 году Эдисон создал первую "говорящую машину" - фонограф, позволявшую производить не только запись, но и воспроизведение звука. О своем изобретении Эдисон рассказывал так: "Однажды, когда я еще работал над улучшением телефонного аппарата, я как-то запел над диафрагмой телефона, к которой была припаяна стальная игла. Благодаря дрожанию пластинок игла уколола мне палец, и это заставило меня задуматься. Если бы можно было записать эти колебания иглы, а потом снова провести иглой по такой записи, отчего бы пластинке не заговорить? Я попробовал сначала пропустить обыкновенную телеграфную ленту под острием телефонной диафрагмы и заметил, что получилась какая-то азбука, а потом, когда я заставил ленту с записью вновь пройти под иглой, мне послышалось, правда, очень слабо: "Алло, алло". Тогда я решил построить прибор, который работал бы отчетливо, и дал указание моим помощникам, рассказав, что я придумал. Они надо мной посмеялись".

Принцип фонографа был в общих чертах тот же, что у телефона. Звуковые волны с помощью говорной трубы приводились к пластинке из очень тонкого стекла или слюды и резцом, прикрепленным к ней, записывались на быстро вращающийся вал, покрытый оловянной фольгой. На фольге получались следы, форма которых соответствовала колебаниям пластины и, следовательно, падающим на нее звуковым волнам. Этой полосой листового олова можно было пользоваться для получения на том же приборе тех же звуков. При равномерном вращении полосы резец, прикрепленный к пластинке проходил вдоль сделанной им ранее борозды. Вследствие этого пластинка приводилась резцом в те же самые колебания, которые она прежде сама передавала ему под действием голоса и звукового инструмента и начинала звучать подобно мембране телефона. Таким образом фонограф воспроизводил всякий разговор, пение и свист.

Первые приборы Эдисона, созданные в 1877 г., были еще очень несовершенны. Они хрипели, гнусавили, чрезмерно усиливали некоторые звуки, совсем не воспроизводили других, и вообще, больше напоминали попугаев, чем репродукторы человеческой речи. Другой их недостаток состоял в том, что звук можно было различить, лишь приложив ухо к диафрагме. Это происходило во многом из-за того, что валик двигался недостаточно ровно по поверхности, которую не могли сделать совершенно гладкой. Игла, переходя из одного углубления в другое, испытывала собственные колебания, передававшиеся в виде сильных шумов.

Эдисон упорно работал над улучшением фонографа. Особенно много проблем встретил он с воспроизведением звука "с", который никак не хотел записываться. Он сам вспоминал позже: "В течение семи месяцев я работал почти по 18–20 часов в сутки над одним словом "специя". Сколько раз я ни повторял в фонограф: специя, специя, специя - прибор упорно твердил мне одно и то же: пеция, пеция, пеция. С ума можно было сойти! Но я не упал духом и настойчиво продолжал свою работу, пока не преодолел затруднения. Насколько трудна была моя задача, вы поймете, если я скажу, что следы, получающиеся на цилиндре в начале слова, имели в глубину не более одной миллионной доли дюйма! Легко делать удивительные открытия, но трудность состоит в усовершенствовании их настолько, чтобы они получили практическую ценность". После многих экспериментов был найден более или менее подходящий материал для валиков - сплав воска и некоторых растительных смол (этот рецепт Эдисон держал в секрете). В 1878 году он основал специальную фирму по производству фонографов. Одновременно во всех газетах была развернута широкая реклама его изобретения. Уверяли, что фонограф можно будет применять для диктовки писем, издания звуковых книг, воспроизведения музыки, изучения иностранных языков, записи телефонных сообщений и многих других целей.

Но, увы, ни одно из этих обещаний не было исполнено даже в 1889 году, когда был сконструирован новый фонограф, не имевший многих недостатков прежнего.

Принцип его действия остался прежним. Восковой цилиндр W приводился во вращение находившимся в ящике K электродвигателем с очень спокойным и равномерным ходом. Регулятор G через включение и выключение сопротивлений управлял скоростью вращения цилиндра (125 об/мин). Рычаг A, поддерживающий говорную трубку и пластинку, покоился на салазках. Эти салазки передвигались вдоль направляющего бруска F с помощью гайки с винтовой нарезкой M, которая лежала на валике главного винта, имевшего мелкую нарезку и образовывавшего ось цилиндра C. Нарезка эта представляла образцовое произведение механики и имела сто винтовых ходов на один дюйм. Два рычажка A и B служили для насаживания гайки с главного стержня. Пластинки фонографа состояли из очень тонкого стекла; из них одна имела острый резец для записи колебаний пластинки на восковом цилиндре, другая - тупой резец для воспроизведения. Третья, несколько более крепкая пластинка, была снабжена маленьким острым резцом для того, чтобы приведенные в негодность восковые цилиндры вновь обтачивать и таким образом пользоваться ими для новых записей. Для усиления звука использовалась труба с раструбом.

Пишущая часть представляла собой вделанную в металлическое кольцо круглую диафрагму, пространство над которой было закрыто крышкой с раструбом. Если говорить в этот раструб, то звуковые волны достигали диафрагмы и приводили ее в колебательное движение. Снизу к середине диафрагмы было прикреплено тонкое пишущее острие, с помощью которого вырезалась на восковой оболочке барабана бороздка, более или менее глубокая, соответственно колебаниям диафрагмы. Диафрагма со своими принадлежностями поддерживалась на рычаге, который был прикреплен к скользящему приспособлению, и вместе с последним передвигалась при вращении барабана справа налево. Чтобы это передвижение происходило согласно с вращением барабана, на скользящем приспособлении был укреплен второй рычаг, который своим концом покоился на винтовом шпинделе, налегая на него частью гайки. Таким образом, при движении шпинделя передвигалось скользящее приспособление, а так как шпиндель был соединен бесконечным шнуром с валом барабана, то скользящее приспособление и вместе с ним штифт двигались согласно с его вращением, и штифтик вырезал на восковой массе винтовую линию. Пока диафрагма не колебалась, штифтик вырезал бороздку равномерной глубины, но как скоро диафрагма начинала колебаться под влиянием звуковых волн, глубина бороздки все время то уменьшалась, то увеличивалась. Эту волнообразную полосу потом использовали для приведения в движение другой подобной диафрагмы, к которой был прикреплен скользящий по бороздке штифтик.

Однако и новый усовершенствованный фонограф не получил широкого практического применения. Кроме высокой цены, распространению его мешало практическое несовершенство. Валик не мог вместить много информации и заполнялся через несколько минут. Более или менее значительная корреспонденция требовала большого числа валиков. После нескольких прослушиваний копия разрушалась. Сама передача аппарата была далека от совершенства. Кроме того, с воскового валика невозможно было получить копии. Всякая запись была уникальной и с порчей валика пропадала навсегда.

Все эти недостатки были благополучно преодолены Эмилем Берлинером, который в 1887 году взял патент на другой звукозаписывающий прибор - граммофон. Хотя принцип устройства граммофона и фонографа был один и тот же, граммофон имел ряд существенных отличий, которые и обеспечили ему широчайшее распространение. Прежде всего, игла в записывающем аппарате Берлинера располагалась параллельно плоскости диафрагмы и чертила извилистые линии (а не борозды, как у Эдисона). Кроме того, вместо громоздкого и неудобного валика Берлинер избрал круглую пластинку.

Запись происходила следующим образом. На диск большого диаметра с бортиком устанавливали предназначенный для записи звука полированный цинковый диск. Сверху на него наливали раствор воска в бензине. Диск-ванна получал вращение от ручки через фрикционную передачу, а система шестерней и ходового винта связывала вращение диска с радиальным ходом записывающей мембраны, укрепленной на стойке. Этим достигалось движение записывающего устройства по спиралеобразной линии. Когда бензин испарялся, на диске оставался очень тонкий слой воска, и диск был готов к записи. Нанесение звуковой канавки Берлинер производил почти так же, как Эдисон, при помощи записывающей мембраны, снабженной трубкой с небольшим рупором и передававшей свои колебания иридиевому острию.

Главное достоинство записи по способу Берлинера состояло в том, что с диска можно было легко получать копии. Для этого записанный диск прежде всего погружали в водный раствор хромовой кислоты. Там, где поверхность диска была покрыта воском, кислота не оказывала на него никакого воздействия. Только в звуковых канавках, поскольку записывающее острие срезало воск до самой поверхности диска, цинк растворялся под действием кислоты. При этом звуковая канавка протравливалась до глубины около 0,1 мм. Затем диск промывали и удаляли воск. В таком виде он уже мог служить для воспроизведения звука, но фактически являлся лишь оригиналом для изготовления медных гальванических копий.

Принцип гальванопластики был открыт в 1838 году русским электротехником Якоби. Выше уже упоминались электролиты - жидкости, проводящие через себя электрический ток. Особенностью электролитов является то, что в растворах (или расплавах) их молекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому становится возможным электролиз - химическая реакция, которая протекает под воздействием электрического тока. Для проведения электролиза в ванну помещают металлические или угольные стержни, которые соединяют с постоянным источником тока. (Электрод, подключенный к отрицательному полюсу батареи, называют катодом, а электрод, соединенный с положительным полюсом - анодом.) Электрический ток в электролите представляет процесс движения ионов к электродам. Положительно заряженные ионы движутся к катоду, а отрицательно заряженные - к аноду. На электродах происходит реакция нейтрализации ионов, которые, отдавая лишние электроны или получая недостающие, превращаются в атомы и молекулы. К примеру, каждый ион меди получает на катод два недостающих электрона и осаждается на нем в виде металлической меди. При этом осадок дает точное рельефное изображение катода. Это последнее свойство как раз и используется при гальванопластике. С копируемых предметов снимается копия (матрица), представляющая их обратное негативное изображение. Затем копия подвешивается в качестве катода (отрицательного полюса) в гальваническую ванну. В качестве анода (положительного полюса) берется тот металл, из которого изготовлялась копия. Раствор ванны должен содержать в себе ионы того же металла.

Точно так же действовал Берлинер - он погружал цинковый диск в ванну с раствором медной соли и подключал к нему отрицательный полюс батареи. В процессе электролиза на диске осаждался слой меди толщиной в 3–4 мм, в точности повторявший все детали диска, но с обратным рельефом (то есть на месте канавок получались бугорки, но в точности повторяющие все их извивы). Затем полученную медную копию отделяли от цинкового диска. Она служила матрицей, с которой можно было отпрессовывать диски-пластинки из какого-нибудь пластического материала. В начале для этой цели применяли целлулоид, эбонит, всевозможные восковые массы и тому подобные вещества. Самая первая в истории граммофонная пластинка была изготовлена Берлинером в 1888 году из целлулоида. Граммофонные пластинки, поступившие в начале 90-х годов в продажу, были выполнены из эбонита. Оба эти материала не годились для назначенной цели, так как плохо подавались прессовке и потому недостаточно точно воспроизводили рельеф матрицы. Проделав множество опытов, Берлинер в 1896 году создал специальную шеллачную массу (в состав ее входили шеллак - смола органического происхождения, тяжелый шпат, зола и некоторые другие вещества), которая оставалась потом на протяжении многих десятилетий основным материалом для изготовления пластинок.

Проигрывание пластинок происходило на специальном устройстве - граммофоне. Главной частью звукоснимающего прибора здесь была слюдяная пластинка, сцепленная рычагом с зажимом, в который вставлялись сменные стальные иглы. Между зажимом и корпусом мембраны помещались резиновые прокладки. Первоначально граммофон приводился в движение от руки, а затем стал устанавливаться на ящик с часовым механизмом.

Как записывающее устройство, так и первые граммофоны Берлинера были весьма несовершенны. Шипение, треск и искажения были их постоянными спутниками. Тем не менее это изобретение имело огромный коммерческий успех - за какие-нибудь десять лет граммофоны распространились по всему миру и проникли во все слои общества. К 1901 году было выпущено уже около четырех миллионов пластинок. Фонографы не могли выдержать конкуренции с творением Берлинера, и Эдисону пришлось свернуть их производство.